KR20010008837A - Phase synchronization apparatus and method using even clock in digital clock synchronization system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디지탈 클럭 동기 시스템의 위상동기 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 이븐 클럭을 이용하여 위상제어를 하는 위상동기 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a phase synchronization device and method of a digital clock synchronization system, and more particularly, to a phase synchronization device and method for phase control using an even clock.
일반적으로 디지탈 클럭 동기 시스템의 위상동기 장치는 상위로부터 수신되는 기준클럭을 입력받는다. 상기 기준클럭은 위치추적시스템(GPS)에서 10MHz를 사용하고, 비동기전송모드(ATM)에서 19MHz를 사용한다. 이하 상기 기준클럭이 10MHz를 사용하는 경우를 예를 들고, 종래 위상동기 장치의 블록 구성도를 나타내는 도1을 참조하여 설명한다.In general, the phase synchronizer of a digital clock synchronization system receives a reference clock received from a higher level. The reference clock uses 10 MHz in the position tracking system (GPS) and 19 MHz in the asynchronous transmission mode (ATM). An example in which the reference clock uses 10 MHz will be described below with reference to FIG. 1, which shows a block diagram of a conventional phase synchronization device.
위상검출회로(101)는 상기 기준클럭을 입력받아 4KHz의 클럭으로 분주시키고, 상기 4KHz의 클럭과 위상동기 장치 내의 전압제어발진기(109)에서 출력되는 출력 클럭 16.384MHz의 위상을 비교하여 4KHz 한 주기동안 16.384MHz의 펄스 개수를 계수하고, 계수값을 듀얼포트 램(103)에 저장한다. 그러면 제어기(105)는 일정 주기로 상기 듀얼포트 램(103)에 저장되어 있는 계수값을 읽고, 읽혀진 개수값들의 평균을 구한다. 상기 제어기(105)는 구해진 평균값이 4096과 동일하면 4096에 대한 16비트의 전압제어 DAC 데이터(이하 "전압 제어 데이터"라 함)를 출력한다. 그러나 구해진 평균값이 4096보다 작거나 크면 제어기(105)는 전압 제어 데이터 값을 증가시키거나 감소하여 출력한다. 이는 기준클럭에 대하여 시스템 루프 클럭의 자체발진과의 위상오차데이터를 제어기(105)가 계산하여 현재의 위상오차를 보상하도록 하는 것이다. 이를 위해 기준클럭에 안정적으로 추적할 수 있도록 내부 발진기로서 OVCXO(Ovenized Voltage Controlled Crystal Oscillator)와 같은 높은 안정도(Stability)를 갖는 것을 이용하였다. 디지탈/아날로그 컨버터(Digital to Analog Converter: DAC)(107)는 상기 제어기(105)에서 출력되는 전압제어 데이터를 아날로그 형태의 전압제어 조절 신호로 변환하여 출력한다. 그러면 전압제어 발진기(109)는 상기 전압제어 조절 신호를 입력받아 16.384MHz의 출력 클럭를 출력한다.The phase detection circuit 101 receives the reference clock and divides it into a clock of 4KHz, and compares the clock of 4KHz with the phase of the output clock 16.384MHz output from the voltage-controlled oscillator 109 in the phase-lock device for one period of 4KHz. While counting the pulse number of 16.384MHz, and stores the count value in the dual port RAM (103). Then, the controller 105 reads the coefficient values stored in the dual port RAM 103 at regular intervals and averages the number values read. The controller 105 outputs 16-bit voltage control DAC data (hereinafter referred to as "voltage control data") for 4096 when the obtained average value is equal to 4096. However, if the obtained average value is smaller or larger than 4096, the controller 105 increases or decreases the voltage control data value and outputs it. This allows the controller 105 to calculate phase error data with the self-oscillation of the system loop clock with respect to the reference clock to compensate for the current phase error. For this purpose, the internal oscillator was used to have a high stability such as OVCXO (Ovenized Voltage Controlled Crystal Oscillator) to stably track the reference clock. The digital-to-analog converter (DAC) 107 converts the voltage control data output from the controller 105 into an analog voltage control signal and outputs it. The voltage controlled oscillator 109 then receives the voltage control adjustment signal and outputs an output clock of 16.384 MHz.
상술한 바와 같이 기준클럭에 안정적으로 추적할 수 있도록 내부 발진기로서 비싼 OVCXO와 같은 높은 안정도를 갖는 것을 이용하므로써, 원가 상승을 가져오고 기준클럭에 추적하는 시간이 느린 점 때문에 다수의 망동기 장치에 적용하기 어려운 문제점이 있었다.As described above, by using an internal oscillator having high stability such as expensive OVCXO to stably track the reference clock, it is applied to many manipulator devices because of the cost increase and the slow time tracking to the reference clock. There was a problem that was difficult to do.
따라서 본 발명의 목적은 위상동기 시 기준클럭에 보다 빨리 그리고 정확하게 추적하기 위해 이븐 클럭을 이용하여 위상오차 비교를 하는 위상동기 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a phase synchronization device and method for performing phase error comparison using an even clock to track a reference clock more quickly and accurately during phase synchronization.
상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 위상검출회로와, 듀얼포트 램과, 디지탈/아날로그 컨버터와, 전압제어 발진기를 구비하는 디지탈 클럭 동기 시스템 위상동기 장치에 있어서, 상기 전압제어 발진기에서 출력되는 출력클럭으로부터 이븐 클럭의 위상을 검출하고, 이븐 클럭 데이터로 변환하여 출력하는 이븐 클럭 위상 검출회로와, 상기 듀얼포트 램에서 입력되는 이븐 클럭 데이터와 상기 이븐 클럭 위상 검출회로에서 출력되는 이븐 클럭 데이터를 비교하여 위상오차데이터를 보상하여 전압제어 조절 신호를 상기 디지탈/아날로그 컨버터로 출력하는 제어기로 이루어짐을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a digital clock synchronous system phase synchronizer having a phase detection circuit, a dual port RAM, a digital / analog converter, and a voltage controlled oscillator, the output being output from the voltage controlled oscillator. Compares the even clock phase detection circuit that detects the phase of the even clock from the clock, converts the even clock data, and outputs the even clock data, and the even clock data input from the dual port RAM and the even clock data output from the even clock phase detection circuit. And a controller for compensating the phase error data and outputting a voltage control adjustment signal to the digital / analog converter.
상기한 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명은 이븐 클럭 위상검출부를 구비하는 디지탈 클럭 동기 시스템에서 이븐 클럭을 이용한 위상동기 방법에 있어서, 기준클럭에 의해 위상동기를 수행하여 출력 클럭을 출력하는 기준 클럭을 이용한 위상동기 과정과, 상기 이븐 클럭 위상검출부를 통해 출력클럭으로부터 이븐 클럭 데이터를 검출하고, 상기 이븐 클럭 데이터와 기준클럭의 이븐 클럭 데이터의 위상차에 따라 위상오차데이터를 보상하여 위상동기를 수행하여 출력 클럭을 출력하는 이븐 클럭을 이용한 위상동기 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.In order to achieve the above another object, the present invention provides a phase synchronization method using an even clock in a digital clock synchronization system having an even clock phase detection unit, and performs a phase synchronization by a reference clock to output a reference clock. Phase-synchronized by using the phase synchronization process, the even clock phase detection unit detects even clock data from the output clock, and compensates phase error data according to the phase difference between the even clock data and the even clock data of the reference clock. Characterized in that the phase synchronization process using the even clock outputting the clock.
도1은 일반적인 디지탈 클럭 동기 시스템의 위상동기 장치의 블록 구성도를 나타낸 도면.1 is a block diagram of a phase synchronization device of a general digital clock synchronization system.
도2는 본 발명의 실시 예에 따른 디지탈 클럭 동기 시스템의 위상동기 장치의 블록 구성도를 나타낸 도면.2 is a block diagram of a phase synchronization device of a digital clock synchronization system according to an embodiment of the present invention;
도3은 도2의 이븐 클럭 위상검출기의 블록 구성도를 나타낸 도면.3 is a block diagram illustrating the even clock phase detector of FIG. 2; FIG.
도4는 본 발명의 실시 예에 따른 디지탈 클럭 동기 시스템의 위상동기 방법을 나타낸 흐름도.4 is a flowchart illustrating a phase synchronization method of a digital clock synchronization system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도5는 본 발명의 실시 예에 따른 이븐 클럭 위상 보정과정을 나타내는 도면.5 is a diagram illustrating an even clock phase correction process according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 발명에 따른 위상동기 장치는 이븐 클럭을 이용하는 것으로, 도2와 같은 구성을 가진다.The phase synchronization device according to the present invention uses an even clock, and has a configuration as shown in FIG.
이하 도2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 위상동기 장치는 위상검출회로(101)와 듀얼포트 램(103)과 제어기(105)와 디지탈/아날로그 컨버터(DAC)(107)와 전압제어 발진기(109)와 이븐 클럭 위상검출기(110)로 구성된다.Referring to FIG. 2, a phase synchronization device according to the present invention includes a phase detection circuit 101, a dual port RAM 103, a controller 105, a digital / analog converter (DAC) 107, and a voltage controlled oscillator. 109 and the even clock phase detector 110.
위상검출회로(101)는 이븐 클럭을 포함하고 있는 기준클럭을 입력받아 4KHz의 클럭으로 분주시키고, 상기 4KHz의 클럭과 위상동기 장치 내의 전압제어발진기(109)에서 출력되는 출력 클럭 16.384MHz의 위상을 비교하여 4KHz 한 주기동안 16.384MHz의 펄스 개수를 계수하고, 계수값(위상오차데이터와 동일한 뜻임)을 듀얼포트 램(103)에 저장한다.The phase detection circuit 101 receives a reference clock including an even clock and divides it into a clock of 4 KHz, and phases the output clock of 16.384 MHz from the clock of 4 KHz and the voltage controlled oscillator 109 in the phase synchronizer. In comparison, the number of pulses of 16.384 MHz is counted for one period of 4 KHz, and the count value (which is equivalent to phase error data) is stored in the dual port RAM 103.
제어기(105)는 일정 주기로 상기 듀얼포트 램(103)에 저장되어 있는 계수값을 읽고, 읽혀진 개수값들의 평균을 구하고, 구해진 평균값에 의해 제1차 위상동기를 수행하여 전압제어 조절 데이터를 생성한다. 초기 위상동기 시에는 도1에서 설명한 바와 같이 상기 생성된 전압제어 조절 데이터를 디지탈/아날로그 컨버터(107)로 출력한다. 그 이후에 상기 제어기(105)는 제1차 위상동기 수행과 함께 보다 정확하고 빠른 위상동기의 획득을 위해 상기 이븐 클럭 위상 검출회로(110)로부터 출력되는 정보로를 이용하여 제2차 위상동기를 수행한다. 상기 이븐 클럭 위상 검출회로(110)는 상기 기준 클럭에 포함되어 있는 이븐 클럭(이하 "입력 이븐 클럭"이라 함)과 상기 전압제어발진기(109)에서 출력되는 출력 클럭을 입력받아 데이터화 하여 상기 제어기(105)로 출력한다. 이때, 제어기(105)로 입력되는 데이터는 입력 이븐 클럭을 데이터화 한 입력 이븐 클럭 데이터와 출력 클럭을 분주시켜 데이터화 한 출력 이븐 클럭 데이터이다. 상기 2차 위상동기 수행 시 제어기(105)는 상기 입력 이븐 클럭 데이터와 출력 이븐 클럭 데이터가 동일할 경우 상기 생성된 전압제어 데이터를 그대로 디지탈/아날로그 컨버터(107)로 출력하고, 다른 경우 상기 전압제어 데이터를 증가하거나 감소시켜 상기 디지탈/아날로그 컨버터(107)로 출력한다.The controller 105 reads the coefficient values stored in the dual port RAM 103 at regular intervals, averages the number values read, and performs the first phase synchronization based on the obtained average values to generate voltage control adjustment data. . During initial phase synchronization, the generated voltage control adjustment data are output to the digital / analog converter 107 as described in FIG. After that, the controller 105 performs the first phase synchronization and uses the information path output from the even clock phase detection circuit 110 to obtain a more accurate and faster phase synchronization. Perform. The even clock phase detection circuit 110 receives an even clock (hereinafter referred to as an “input even clock”) included in the reference clock and an output clock output from the voltage controlled oscillator 109, and converts the received clock into data. 105). At this time, the data input to the controller 105 is the input even clock data obtained by dividing the input even clock and the output even clock data obtained by dividing the output clock. When the second phase synchronization is performed, the controller 105 outputs the generated voltage control data to the digital / analog converter 107 as it is if the input even clock data and the output even clock data are the same, and otherwise controls the voltage. The data is increased or decreased and output to the digital / analog converter 107.
도3은 도2의 이븐 클럭 위상검출기의 블록 구성도를 나타낸 도면으로 이를 참조하여 상기 이븐 클럭 위상검출기(110)의 구성 및 구체적인 동작을 설명한다.FIG. 3 is a block diagram illustrating the even clock phase detector of FIG. 2. Referring to this, a configuration and detailed operation of the even clock phase detector 110 will be described.
상기 이븐 클럭 위상검출기(110)는 출력 클럭으로부터 출력 이븐 클럭 데이터를 생성하여 출력하는 출력 이븐 클럭 데이터 발생부(120)와, 입력 이븐 클럭으로부터 입력 이븐 클럭 데이터를 생성하여 출력하는 입력 이븐 클럭 데이터 발생부(130)로 구성된다.The even clock phase detector 110 generates an output even clock data generator 120 for generating and outputting output even clock data from an output clock, and generates input even clock data for generating and outputting input even clock data from an input even clock. The unit 130 is composed.
상기 출력 이븐 클럭 데이터 발생부(120)는 16.384MHz의 출력 클럭을 분주하여 0.5Hz까지 분주하는 분주기(121)와, 상기 분주된 0.5Hz의 출력 클럭을 카운트하여 출력 이븐 클럭을 생성하여 출력하는 이븐 클럭 발생기(123)와, 출력 이븐 클럭보다 3 클럭 앞에서 발생되는 0.5Hz 신호를 7번 순차적으로 클록킹하여 각 구간별로 다른 펄스를 갖는 7개의 신호를 만들어 출력하는 지연기(125)와, 상기 지연기(125)에서 출력되는 7개의 신호를 인코딩하여 3비트의 데이터로 출력하는 인코더(127)로 구성된다.The output even clock data generation unit 120 divides an output clock of 16.384 MHz and divides the output clock of 0.5 Hz, and generates and outputs an output even clock by counting the divided output clock of 0.5 Hz. An even clock generator 123 and a delay unit 125 for clocking a 0.5 Hz signal generated three clocks before the output even clock seven times in order to generate and output seven signals having different pulses for each section; The encoder 127 encodes seven signals output from the delay unit 125 and outputs three bits of data.
그리고 상기 입력 이븐 클럭 데이터 발생부(130)는 상기 기준 클럭에 포함되어 있는 입력 이븐 클럭을 입력받고, 상기 입력 이븐 클럭을 클럭으로 입력받아 7개의 신호로 만들어 출력하는 제2지연기(131)와 상기 제2지연기(131)에서 출력되는 7개의 신호를 입력받아 인코딩하여 3비트의 데이터를 출력하는 제2인코더(133)으로 구성된다. 상기 제2인코더에서 출력되는 데이터는 기준 클럭 데이터로 사용되는 것으로, 그 값은 "000"이다. 따라서 도5에서와 같이 입력 이븐 클럭 데이터는 0의 값에 위치하게 되며 출력 이븐 클럭 데이터는 0 ~ 7까지의 값을 가지게 된다.The input even clock data generator 130 receives an input even clock included in the reference clock, receives the input even clock as a clock, and generates a second signal and outputs seven signals. The second encoder 133 receives seven signals output from the second delay unit 131 and encodes them to output three bits of data. Data output from the second encoder is used as reference clock data, and a value thereof is "000". Accordingly, as shown in FIG. 5, the input even clock data is positioned at a value of 0, and the output even clock data has a value of 0 to 7.
상기한 바와 같이 이븐 클럭 위상 검출회로(110)에서 출력되는 입력 이븐 클럭 데이터와 출력 이븐 클럭 데이터를 입력받은 제어기(105)는 상기 두 개의 이븐 클럭 데이터를 비교하여 상기 출력 이븐 클럭 데이터가 상기 기준 이븐 클럭인 입력 이븐 클럭 데이터의 차이값을 구하고, 상기 차이값에 따라 전압제어 조절 데이터를 증가 또는 감소시켜 디지탈/아날로그 컨버터(107)로 출력한다. 도5에서는 입력 이븐 클럭 데이터와 출력 이븐 클럭 데이터가 동일한 경우를 나타낸 것으로, 위상 동기가 이루어진 경우를 나타낸 것이다. 도5에서 출력 이븐 클럭 데이터가 1 ~3 사이에 위치하면 전압제어 조절 데이터를 감소하고, 5 ~ 6 사이에 존재하면 전압제어 조절 데이터를 증가시킨다.As described above, the controller 105 which receives the input even clock data and the output even clock data output from the even clock phase detection circuit 110 compares the two even clock data to determine whether the output even clock data is the reference even. The difference value of the input even clock data, which is the clock, is obtained, and the voltage control adjustment data is increased or decreased according to the difference value and output to the digital / analog converter 107. 5 illustrates a case where the input even clock data and the output even clock data are the same, and a phase synchronization is performed. In FIG. 5, if the output even clock data is located between 1 and 3, the voltage control adjustment data is decreased, and if it is between 5 and 6, the voltage control adjustment data is increased.
도4는 본 발명의 실시 예에 따른 디지탈 클럭 동기 시스템의 위상동기 방법을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a phase synchronization method of a digital clock synchronization system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4를 참조하여 설명하면, 우선 제어기(105)는 듀얼포트 램(103)에 저장되어 있는 위상오차데이터를 이용하여 전압제어 조절 데이터를 출력하여 제1차 위상동기를 수행한다(도시하지 않음). 상기 제1차 위상동기가 수행되어 전압제어 발진기(109)에서 16.384MHz의 출력 클럭이 출력되면 이븐 클럭 위상 검출회로(110)는 기준 클럭에 포함되어 있는 입력 이븐 클럭과 상기 출력 클럭을 입력받아 입력 이븐 클럭 데이터와 출력 이븐 클럭 데이터를 제어기(105)로 출력한다. 제어기(105)는 401단계에서 입력 이븐 클럭 데이터와 출력 이븐 클럭 데이터가 입력되는지를 검사하고 있으므로, 상기 401단계에서 상기 이븐 클럭 위상 검출회로(110)로부터 출력된 입력 이븐 클럭 데이터와 출력 이븐 클럭 데이터를 입력받는다. 상기 입력 이븐 클럭 데이터와 출력 이븐 클럭 데이터를 입력받은 제어기(105)는 403단계에서 상기 두 이븐 클럭 데이터의 위상차 값을 검출한다. 상기 위상차 값이 검출되면 제어기(105)는 405단계로 진행하여 위상차 값이 "0"인지를 검사한다. 즉, 제어기(10)는 입력 이븐 클럭 데이터와 출력 이븐 클럭 데이터 값이 동일한지를 판단한다. 상기 판단 결과, 위상차 값이 "0"이면 제어기(105)는 407단계로 진행하여 이전 전압제어 조절 데이터를 출력하고, 위상차가 있으면 전압제어 조절 데이터를 증가 또는 감소시켜 출력한다.Referring to FIG. 4, first, the controller 105 outputs voltage control adjustment data using phase error data stored in the dual port RAM 103 to perform first phase synchronization (not shown). . When the first phase synchronization is performed to output an output clock of 16.384 MHz from the voltage controlled oscillator 109, the even clock phase detection circuit 110 receives an input even clock included in the reference clock and the output clock and receives the input clock. Even clock data and output The even clock data is output to the controller 105. Since the controller 105 checks whether the input even clock data and the output even clock data are input in step 401, the input even clock data and the output even clock data output from the even clock phase detection circuit 110 in step 401. Get input. The controller 105 receiving the input even clock data and the output even clock data detects a phase difference between the two even clock data in step 403. When the phase difference value is detected, the controller 105 proceeds to step 405 to check whether the phase difference value is "0". That is, the controller 10 determines whether the input even clock data and the output even clock data value are the same. As a result of the determination, if the phase difference value is "0", the controller 105 proceeds to step 407 to output previous voltage control adjustment data, and if there is a phase difference, increases or decreases the voltage control adjustment data.
상기한 바와 같이 본 발명은 위상오차데이터를 이용한 위상동기와 입력 클럭을 이용한 위상동기를 동시에 수행하므로써 값이 싼 전압제어발진기를 사용할 수 있으므로써 원가를 낮출 수 있고, 위상동기를 이중으로 실행하므로써 빠른 동기를 이룰 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention can reduce the cost by using a low-cost voltage controlled oscillator by simultaneously performing phase synchronization using phase error data and phase synchronization using input clock. There is an advantage to being motivated.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100400314B1 (en) * | 2001-06-29 | 2003-10-01 | 주식회사 하이닉스반도체 | Clock synchronization device |
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1999
- 1999-07-05 KR KR1019990026866A patent/KR20010008837A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100400314B1 (en) * | 2001-06-29 | 2003-10-01 | 주식회사 하이닉스반도체 | Clock synchronization device |
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