KR20040103042A - Clock recovery circuit using up/down signal generator of being insensible to delay in a loop - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A clock recovery circuit using an up/down generator robust to inter-loop delays is provided to reduce a phase noise without substantially affecting on a phase tracking characteristic. CONSTITUTION: A clock recovery circuit includes a phase comparator(100), an up/down generator(200), a phase selector(400), and a multiple-phase clock generator(300). The phase comparator compares phases of an input signal and a recovery signal and generates an up-signal used to lead the phase or a down-signal used to lag the phase. The up/down generator reprocesses the up signal or the down signal generated at the comparator and generates a phase select signal to be robust to an inter-loop delay. The phase selector selects one of the plurality of phases generated at the multiple phase generator according to the select signal, or generates a different phase by mixing two phases.

Description

루프내 지연에 둔감한 업/다운 발생기를 이용한 클럭 복원 회로 {Clock recovery circuit using up/down signal generator of being insensible to delay in a loop}Clock recovery circuit using up / down signal generator of being insensible to delay in a loop}

본 발명은 광통신이나 고속 직렬 데이터 통신에서 수신측에 사용되는 클럭 복원회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복원 루프내의 지연에 의해 발생하는 위상 잡음을 줄일 수 있는 루프내 지연에 둔감한 업/다운 발생기를 이용한 클럭 복원 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a clock recovery circuit used on the receiving side in optical communication or high speed serial data communication. More specifically, an up / down generator insensitive to delay in loops that can reduce phase noise caused by delay in recovery loops. It relates to a clock recovery circuit using.

일반적으로 클럭-데이터 복원 회로는 도 1과 같이 클럭을 데이터와 같이 채널을 통해 보낼 수 없는 광통신 분야나 고속 직렬 데이터 통신에 많이 사용된다. 클럭-데이터 복원 회로(30)는 송신기(10)에서 송신되어 채널(20)을 통과해온 데이터 스트림으로부터 클럭 복원 회로(30B)가 클럭 정보를 추출하여 클럭을 복원하고 복원된 클럭으로 데이터 복원 회로(30A)가 수신 데이터 스트림을 정확한 시점에 샘플링하여 데이터를 복원하는 기능을 하는 회로이다. 이러한 클럭 복원 회로(30B)의 성능은 위상 추적 특성과 잡음 특성에 의해 좌우된다. 위상 추적 특성은 입력 데이터의 위상 변화를 클럭 복원 회로가 얼마나 빨리 추적하여 위상 에러를 최소화 할 수 있는가에 좌우된다. 잡음 특성은 입력 데이터에 들어있는 잡음을 클럭 복원 회로가 걸러 내어 잡음에 둔감하도록 설계하는데 달려 있다. 그런데, 이 위상 추적 특성과 잡음 특성은 클럭 복원 회로의 복원 루프의 대역폭과 관계가 있어 위상 추적 특성과 잡음 특성은 항상 트레이드 오프가 필요하다. 즉, 복원 루프의 대역폭을 넓히면 위상 추적 특성은 좋아지나 잡음 특성이 나빠지고 복원 루프의 대역폭이 좁아지면 잡음 특성은 좋아지나 위상 추적 특성이 나빠진다.In general, a clock-data recovery circuit is widely used in the field of optical communication or high-speed serial data communication in which a clock cannot be transmitted through a channel like data as shown in FIG. 1. The clock-data recovery circuit 30 extracts clock information by the clock recovery circuit 30B from the data stream transmitted from the transmitter 10 and passed through the channel 20 to restore the clock, and the data recovery circuit ( 30A) samples the received data stream at the correct time to restore the data. The performance of this clock recovery circuit 30B depends on the phase tracking characteristics and the noise characteristics. The phase tracking characteristic depends on how quickly the clock recovery circuit tracks the phase change of the input data to minimize the phase error. The noise characteristic depends on the design of the clock recovery circuit to filter out the noise contained in the input data so that it is insensitive to noise. However, since the phase tracking and noise characteristics are related to the bandwidth of the recovery loop of the clock recovery circuit, the phase tracking and noise characteristics always need to be traded off. In other words, if the bandwidth of the recovery loop is widened, the phase tracking characteristics are better, but the noise characteristics are worse. If the bandwidth of the recovery loop is narrow, the noise characteristics are better, but the phase tracking characteristics are worse.

클럭 복원 회로를 구현하는 방법으로는 크게 아날로그 방법과 디지털 방법이 있다. 아날로그 방법은 위상 로킹 루프나 지연 로킹 루프를 이용한 클럭 복원 회로에서 많이 사용되는데 데이터 스트림과 복원된 클럭간에 위상차가 있는 경우 그 위상차에 해당하는 선형 전압을 발생시켜 위상 로킹 루프나 지연 로킹 루프의 지연 셀의 제어 전압에 더함으로써 위상 로킹 루프나 지연 로킹 루프에서 만들어지는 복원 클럭이 입력 데이터 스트림의 위상을 따라가도록 만드는 방식이다. 그러나, 이 방식의 경우 초기 상태에서 위상 로킹 상태에 이르는 시간이 길어 빠른 위상 로킹을 필요로 하는 고속 데이터 전송에는 적합하지 못하다는 단점이 있다.There are two methods of implementing a clock recovery circuit, an analog method and a digital method. The analog method is widely used in clock recovery circuits using phase locking loops or delay locking loops. If there is a phase difference between the data stream and the recovered clock, a linear voltage corresponding to the phase difference is generated to delay cells of the phase locking loop or the delay locking loop. In addition to the control voltage, the recovery clock produced by the phase-locking loop or delay-locking loop follows the phase of the input data stream. However, this method has a disadvantage in that it takes a long time from the initial state to the phase locking state, which is not suitable for high-speed data transmission requiring fast phase locking.

아날로그 방식의 클럭 복원 회로가 가지고 있는 위상 추적 특성 문제를 해결하고자 디지털 방식의 클럭 복원 회로가 고안되었다. 디지털 방식의 클럭 복원 회로에서는 데이터 스트림의 위상과 복원 클럭의 위상에 차이가 있을 경우 위상 차이에 선형적인 전압을 만들어 내는 대신에 위상 비교기가 만들어 내는 업과 다운 신호에 따라 현재 복원 클럭의 위상을 위상 차이에 관계없이 최소 해상도만큼씩 변화시킨다. 디지털 방식의 경우 현재 복원 클럭의 위상은 디지털 값으로 저장될 수 있으므로 초기 상태에서 안정 상태에 이르는 시간이 매우 짧다는 장점이 있다. 그리고, 입력 데이터의 위상 변화를 빠르게 추적하여 항상 로킹 상태를 유지할 수 있다. 그러나, 이 방식은 복원 클럭의 위상 잡음이 위상 변화의 최소 해상도에 좌우되어 전체적인 위상 잡음이 아날로그 방식보다 크다는 단점이 있다. 위상 잡음을 줄이기 위해서는 최소 위상 변화의 해상도를 작게 만들어야 하는데 회로 설계의 한계 때문에 어느 한계이상 해상도를 줄이기는 어렵고 따라서 디지털 클럭 복원 회로의 최소 해상도는 아날로그 클럭 복원 회로의 해상도 보다 대체로 크다. 특히, 샘플링된 데이터로부터 위상 정보를 추출하고 이를 바탕으로 복원 클럭의 현재 위상을 변화시키는 복원 루프내에는 항상 지연이 존재하게 되는데 이런 지연은 디지털 방식의 클럭 복원 회로의 위상 잡음을 심각할 정도로 커지게 만든다.Digital clock recovery circuits are designed to solve the phase tracking problem of analog clock recovery circuits. In the digital clock recovery circuit, if there is a difference in the phase of the data stream and the recovery clock, instead of generating a linear voltage in the phase difference, the phase shift of the current recovery clock is performed according to the up and down signals generated by the phase comparator. Regardless of the minimum resolution. In the case of the digital method, the phase of the current recovery clock can be stored as a digital value, so the time from the initial state to the stable state is very short. In addition, the phase change of the input data can be quickly tracked to maintain the locked state at all times. However, this method has a disadvantage in that the phase noise of the recovery clock depends on the minimum resolution of the phase change, so that the overall phase noise is larger than that of the analog method. To reduce the phase noise, the resolution of the minimum phase change must be made small. Due to the limitations of the circuit design, it is difficult to reduce the resolution beyond a certain limit, so the minimum resolution of the digital clock recovery circuit is generally larger than that of the analog clock recovery circuit. In particular, there is always a delay in the reconstruction loop that extracts the phase information from the sampled data and changes the current phase of the reconstruction clock based on the delay. This delay increases the phase noise of the digital clock reconstruction circuit seriously. Make.

디지털 클럭 복원 회로에서 가장 먼저 사용된 회로는 도 2에 도시된 것과 같은 뱅뱅 제어기(34)를 가진 클럭 복원 회로이다. 이 회로는 위상 비교기(32)에서 나온 업 혹은 다운 신호를 받아서 위상 선택기(38)의 현재 값을 증가하거나 감소시켜 위상을 변화시킨다. 이 회로의 위상 잡음은 도 3에 도시된 바와 같이 복원 루프에 지연이 없는 이상적인 경우에는 하나의 최소 해상도가 된다. 그러나, 지연이 있는 경우에는 복원 루프가 불안정해져 그보다 훨씬 커지게 된다. 도 3에서 도시한 바와 같이 복원 루프내에 2 클럭 사이클의 지연이 존재하는 경우 위상 잡음은 3배에서 4배 정도로 증가하게 된다. 이 위상 잡음은 지연이 많으면 많을수록 더 증가하게 된다.The first circuit used in the digital clock recovery circuit is a clock recovery circuit with a bang bang controller 34 as shown in FIG. This circuit receives an up or down signal from the phase comparator 32 to change the phase by increasing or decreasing the current value of the phase selector 38. The phase noise of this circuit is one minimum resolution in the ideal case where there is no delay in the recovery loop as shown in FIG. However, if there is a delay, the recovery loop becomes unstable and much larger. As shown in FIG. 3, when there is a delay of 2 clock cycles in the recovery loop, the phase noise increases by 3 to 4 times. This phase noise increases with more delay.

디지털 위상 검출기 다음에 디지털 필터를 연결하여 디지털 클럭 및 캐리어를 복원하도록 한 클럭 복원 회로(한국 특허출원 1997-0031271)는 위상 잡음을 필터링하여 위상 잡음을 줄일 수 있도록 설계되었다. 이 회로는 로킹 상태에서 입력 데이터의 고주파수 위상 잡음을 필터링하여 위상 잡음을 줄이는 장점이 있지만 위상 비교와 디지털 필터링, 위상 에러 보상 사이에 필연적으로 존재하는 지연 때문에 고속 데이터 통신과 같이 위상 추적이 필요한 경우는 위상 잡음이 커지는 단점이 있다. 그리고, 디지털 필터는 구현시 많은 하드웨어를 필요로 한다는 단점도 가지고 있다.A clock recovery circuit (Korean Patent Application No. 1997-0031271) designed to recover a digital clock and carrier by connecting a digital filter after a digital phase detector is designed to filter out phase noise to reduce phase noise. This circuit has the advantage of reducing phase noise by filtering the high frequency phase noise of the input data in the locked state, but due to the delay inevitably present between phase comparison, digital filtering and phase error compensation, phase tracking is required, such as high speed data communication. The disadvantage is that the phase noise becomes large. In addition, the digital filter has a disadvantage in that a lot of hardware is required for implementation.

도 4와 같이 디지털 필터 대신 위상 비교기(32A)에서 발생되는 업/다운 신호를 업다운 카운터(34A)를 이용하여 카운트하다가 일정 임계 숫자에 이를 때 위상을 변화시키는 클럭 복원 회로(미국특허 US 6,351,165, 한국 특허출원 2000-0074813)는 디지털 필터보다 구현이 간단하고 로킹 상태에서의 위상 잡음을 줄일 수 있다는 장점이 있지만 도 5에서 보듯이 뱅뱅 제어기를 가진 클럭 복원 회로나 디지털 필터를 가진 클럭 복원 회로와 같이 복원 루프내에 존재하는 지연에 대해서는 민감하다는 단점을 가지고 있다.As shown in FIG. 4, a clock recovery circuit which counts up / down signals generated by the phase comparator 32A instead of the digital filter using the up-down counter 34A and changes the phase when a certain threshold number is reached (US Pat. No. 6,351,165, Korea). Patent application 2000-0074813 has the advantage that it is simpler to implement than a digital filter and can reduce phase noise in a locked state. However, as shown in FIG. 5, recovery is performed like a clock recovery circuit having a bang bang controller or a clock recovery circuit having a digital filter. The disadvantage is that it is sensitive to delays present in the loop.

이런 루프내 지연에 의해 발생하는 복원 회로의 불안정에 의한 잡음을 줄이고자 하나의 입력 데이터를 여러 번 샘플링하여 디지털로 바꾼 후 이 오버 샘플링 데이터로부터 에지 정보를 추출하여 클럭을 복원하고 이 클럭 정보를 바탕으로 오버 샘플링된 데이터에서 하나를 선택하여 복원 데이터로 사용하는 클럭 데이터 복원 회로(한국특허출원 2001-0023620, 한국특허출원2002-0018488)의 경우 루프내 지연에 의한 문제는 발생하지 않지만 3배 이상의 오버 샘플링을 사용할 수 없고 오버 샘플링에 사용되는 다 위상 클럭의 위상이 고정되어 있어 데이터 샘플링을 최적 위치에서 할 수 없다는 단점이 있다.In order to reduce noise caused by the instability of the recovery circuit caused by the delay in the loop, the input data is sampled several times and converted into digital signals. Then, the edge information is extracted from the oversampling data to restore the clock and based on the clock information. In the case of the clock data recovery circuit (Korean Patent Application No. 2001-0023620, Korean Patent Application 2002-0018488) which selects one from oversampled data and uses it as the recovery data, the problem caused by the delay in the loop does not occur, but it is over three times over. The disadvantage is that sampling is not available and the phase of the multi-phase clock used for oversampling is fixed so that data sampling cannot be made at the optimal position.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 복원 루프내에 지연이 존재하더라도 위상 추적 특성에는 크게 영향을 끼치지 않고 위상 잡음만 적어지도록 하는 루프내 지연에 둔감한 업/다운 발생기를 이용한 클럭 복원 회로를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. The present invention is directed to an up / down generator which is insensitive to delay in the loop so that only phase noise is reduced without significantly affecting the phase tracking characteristics. It is an object of the present invention to provide a clock recovery circuit.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 루프내 지연에 둔감한 업/다운 발생기를 이용한 클럭 복원 회로는, 입력 신호에 동기된 클럭을 복원하는 회로에 있어서, 입력된 신호와 복원된 클럭의 위상을 비교하여 위상을 리드하는 업 신호나 위상을 래그하는 다운 신호를 만들어 내는 위상 비교기와, 복원 루프내에 존재하는 지연에 둔감하게 하기 위해 위상 비교기에서 만들어진 업 신호나 다운 신호를 재처리하고 이로 하여금 위상 선택 신호를 만들어 내는 지연에 둔감한 업다운 발생기와, 지연에 둔감한 업다운 발생기에서 만들어진 선택 신호에 의해 다위상 클럭 발생기의 여러 위상 클럭 중 하나를 선택하거나 두 위상을혼합하여 다른 위상을 만드는 위상 선택기와, 다위상 클럭을 만들어 내는 다위상 클럭 발생기를 포함한다.In order to achieve the above object, a clock recovery circuit using an up / down generator insensitive to delay in an loop according to a preferred embodiment of the present invention is a circuit for recovering a clock synchronized with an input signal. A phase comparator that compares the phase of the recovered clock to produce an up signal that leads the phase or a down signal that phases the phase, and re-creates the up or down signal generated by the phase comparator to be insensitive to the delay present in the recovery loop. Select one of the multiple phase clocks of the multiphase clock generator, or mix two phases with a select signal produced by a delay-insensitive updown generator, and a delay-insensitive updown generator that produces a phase select signal. A phase selector to create a multiphase clock generator to produce a multiphase clock. It is.

상기 위상 비교기는, 입력 신호를 복원 클럭으로 샘플링하여 디지털 데이터로 저장하는 샘플러와, 샘플러의 데이터로부터 위상 리드를 위한 데이터 업 천이와 위상 래그를 위한 데이터 다운 천이와 같은 데이터 천이를 검출하는 천이 감지기와, 하나 혹은 여러 개의 업 천이와 다운 천이로부터 업 천이와 다운 천이의 개수를 비교하여 업 혹은 다운 신호를 결정하는 상태 위상 비교기를 포함한다.The phase comparator comprises: a sampler for sampling an input signal with a reconstructed clock and storing it as digital data; a transition detector for detecting data transitions such as data up transition for phase read and data down transition for phase lag from the sampler data; And a state phase comparator for determining an up or down signal by comparing the number of up and down transitions from one or several up and down transitions.

상기 상태 위상 비교기는, 업 혹은 다운 신호를 결정하는데 입력 업 천이와 다운 천이의 개수 차이에 대한 모든 상태를 만들고 현재 업 천이와 다운 천이의 개수 차이에 해당하는 상태만 로직 1로 만드는 상태 비교단을 한단 또는 여러 단으로 구성하여 업 천이와 다운 천이의 개수 차이를 비교한다.The state phase comparator determines a state of the up or down signal, and makes a state comparison stage that makes all the states for the difference between the number of input up and down transitions and makes the logic 1 only the state corresponding to the difference between the number of the up and down transitions. One or more stages are used to compare the difference between the number of up and down transitions.

상기 지연에 둔감한 업다운 발생기는 위상 비교기에서 매 클럭 사이클마다 만들어지는 업 혹은 다운 신호를 입력으로 받아들여 위상 선택기의 현재 값을 증가, 감소 혹은 유지하는 플래그 신호를 만드는 지연에 둔감한 업다운 생성기와 이 플래그 신호에 의해 위상 선택기의 값을 증가, 감소 혹은 유지시키는 가감산기를 포함한다.The delay-insensitive up-down generator is a delay-insensitive up-down generator that accepts an up or down signal generated every clock cycle in the phase comparator and produces a flag signal that increases, decreases or maintains the current value of the phase selector. And an adder and a subtractor for increasing, decreasing or maintaining the value of the phase selector by the flag signal.

상기 지연에 둔감한 업다운 생성기는 위상 비교기에서 매 클럭 사이클마다 만들어지는 업 혹은 다운 신호를 입력으로 받아들여 같은 종류의 신호가 연속적으로 발생할 때(연속적인 업 신호 혹은 연속적인 다운 신호) 처음의 신호는 위상 변화에 사용하도록 플래그 신호를 증가 혹은 감소로 만들고 복원 루프내에 존재하는지연 클럭 사이클 수만큼의 연속되는 같은 신호는 무효화하여 위상 변화에 사용하지 않도록 플래그 신호를 유지로 만든다.The delay-insensitive up-down generator accepts an up or down signal generated every clock cycle from the phase comparator, and when the same type of signal occurs continuously (continuous up or continuous down), the first signal Increment or decrement the flag signal for use in the phase shift and invalidate the same consecutive signal as many times the number of clock cycles present in the recovery loop to keep the flag signal unused for phase shift.

상기 지연에 둔감한 업다운 생성기는, 복원 루프내에 존재하는 지연 클럭 사이클 수보다 초과하는 연속적인 같은 신호에 대해서는 지연 클럭 사이클 수보다 초과하는 처음의 신호는 위상 변화에 사용하도록 플래그 신호를 증가 혹은 감소로 만들고 그 이후의 복원 루프내에 존재하는 지연 클럭 사이클 수만큼의 연속되는 같은 신호는 무효화하여 위상 변화에 사용하지 않도록 플래그 신호를 유지로 만든다.The delay-insensitive up-down generator is used to increase or decrease the flag signal so that, for successive identical signals exceeding the number of delay clock cycles present in the recovery loop, the first signal exceeding the number of delay clock cycles is used for phase shift. In addition, the same signal in succession for the number of delayed clock cycles present in the subsequent recovery loop is invalidated to keep the flag signal unused for phase changes.

상기 지연에 둔감한 업다운 생성기는 매 클럭 사이클마다 발생하는 다른 신호에 대해서는 위상 변화에 사용하도록 플래그 신호를 증가 혹은 감소로 만든다.The delay-insensitive up-down generator causes the flag signal to increase or decrease for use in phase shifting for other signals occurring every clock cycle.

상기 위상 선택기는 지연에 둔감한 위상 발생기에서 결정한 위상 선택 값을 저장하여 유지하는 위상 선택기 래치, 위상 선택기 래치의 값에 따라 다 위상 클럭 발생기의 위상을 선택하는 멀티플렉서, 위상 선택기의 값에 따라 선택된 두 위상 클럭들을 혼합하여 두 위상과는 다른 위상의 클럭을 만들어 내는 위상 혼합기를 포함한다.The phase selector includes a phase selector latch for storing and maintaining a phase selection value determined by a phase generator insensitive to delay, a multiplexer for selecting a phase of a multi-phase clock generator according to the value of the phase selector latch, and two selected according to the value of the phase selector. It includes a phase mixer that mixes phase clocks to produce clocks of phases different from the two phases.

도 1은 일반적인 직렬 통신의 송수신 회로 블록도,1 is a block diagram of a transmission and reception circuit of a general serial communication;

도 2는 종래 직렬 통신의 수신회로 측에 설치되는 클럭 복원 회로의 일예로서 뱅뱅 제어기를 가진 클럭 복원 회로 블록도,2 is a block diagram of a clock recovery circuit having a bang bang controller as an example of a clock recovery circuit provided on the receiving circuit side of a conventional serial communication;

도 3은 도 2의 동작 타이밍도,3 is an operation timing diagram of FIG. 2;

도 4는 종래 직렬 통신의 수신회로 측에 설치되는 클럭 복원 회로의 다른 예로서 업다운 카운터를 가진 클럭 복원 회로 블록도,4 is a block diagram of a clock recovery circuit having an up-down counter as another example of a clock recovery circuit provided on the receiving circuit side of a conventional serial communication;

도 5는 도 4의 동작 타이밍도,5 is an operation timing diagram of FIG. 4;

도 6은 본 발명에 따른 직렬 통신의 수신회로 측에 설치되는 클럭 복원 회로로서 지연에 둔감한 업다운 발생기를 가진 클럭 복원 회로 블록도,6 is a clock recovery circuit block diagram having a delay-insensitive up-down generator as a clock recovery circuit provided on the receiving circuit side of serial communication according to the present invention;

도 7은 도 6의 동작 타이밍도,7 is an operation timing diagram of FIG. 6;

도 8은 도 6에 도시한 지연에 둔감한 업다운 발생기를 가진 클럭 복원 회로에 대한 구체 회로 블록도,8 is a detailed circuit block diagram of a clock recovery circuit having an up-down generator insensitive to the delay shown in FIG. 6;

도 9는 도 8의 샘플러와 천이 감지기의 동작 타이밍도,9 is an operation timing diagram of the sampler and the transition detector of FIG. 8;

도 10은 도 8의 상태 위상 비교기의 구체 회로 블록도,10 is a detailed circuit block diagram of the state phase comparator of FIG. 8;

도 11은 도 8의 위상 선택기 래취의 동작을 설명하기 위한 도면이다.11 is a view for explaining the operation of the phase selector latch in FIG.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

10 : 송신기 20 : 통신 채널10 transmitter 20 communication channel

30 : 클럭-데이터 복원회로 30A : 데이터 복원 회로30: clock-data recovery circuit 30A: data recovery circuit

30B : 클럭 복원회로 32 : 위상 비교기30B: clock recovery circuit 32: phase comparator

34 : 뱅뱅 제어기 36 : 다위상 클럭 발생기34: Bang Bang Controller 36: Multiphase Clock Generator

38 : 위상 선택기38: phase selector

이하, 본 발명의 실시예에 따른 루프내 지연에 둔감한 업/다운 발생기를 이용한 클럭 복원 회로에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a clock recovery circuit using an up / down generator insensitive to an in-loop delay according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 클럭 복원 회로는 도 6과 같이 위상 비교기(100), 지연에 둔감한 업다운 발생기(200), 위상 선택기(400), 다위상 클럭 발생기(3000)로 구성되어 있다. 위상 비교기(100)는 입력 데이터와 복원 클럭의 위상을 비교하고 그 결과로 업 혹은 다운 신호를 만들어 주는 역할을 한다. 지연에 둔감한 업다운 발생기(200)는 위상 비교기에서 만들어진 업 혹은 다운 신호에 따라 위상 선택기(400)의 선택 신호을 만들어 내는 역할을 한다. 위상 선택기(400)는 업다운 발생기에서 만들어진 선택 신호에 따라 다위상 클럭 발생기(400)에서 만들어진 여러 위상의 클럭 중 하나를 선택하든지 혹은 여러 위상 중 두 위상의 클럭을 가지고 다른 위상의 클럭을 만들어 낸다. 다 위상 클럭 발생기(300)는 기준 주파수를 가지는 여러 위상의 클럭을 위상 선택기(300)에 제공하는 역할을 한다.The clock recovery circuit of the present invention is composed of a phase comparator 100, an up-down generator 200 insensitive to delay, a phase selector 400, and a multiphase clock generator 3000 as shown in FIG. The phase comparator 100 compares the phase of the input data and the recovery clock and as a result, generates an up or down signal. The up-down generator 200 which is insensitive to delay serves to generate the selection signal of the phase selector 400 according to the up or down signal generated by the phase comparator. The phase selector 400 selects one of the clocks of the various phases generated by the multiphase clock generator 400 according to the selection signal generated by the updown generator, or generates a clock of another phase with the clocks of two phases of the multiple phases. The multi-phase clock generator 300 serves to provide the phase selector 300 with clocks of various phases having a reference frequency.

본 발명의 클럭 복원 회로의 동작 타이밍도가 도 7에 도시되어 있다. 입력 데이터와 다위상 클럭 발생기(300)에 사용되는 기준 클럭, 위상 비교기(100)의 출력, 업다운 발생기(200)의 출력, 복원 클럭으로 구성되어 있으며 복원 클럭과 함께 그려진 세로축의 점선은 다위상 클럭에서 만들어진 선택 가능한 위상으로 표현되었다. 본 예시 도에서는 입력 데이터와 기준 클럭은 주파수 차이가 있으며 복원 루프내에 2 클럭 사이클의 지연이 존재한다고 가정하였다. 도면에서 알 수 있듯이 입력 데이터와 복원 클럭 사이에는 위상차가 존재하므로 위상 비교기(100)가 매 클럭 사이클마다 업 혹은 다운 신호를 만들어 내게 된다. 위상 비교기(100)가 만든 업 혹은 다운 신호를 지연에 둔감한 업다운 발생기(200)가 재처리를 하게 되는데 도 7에서와 같이 같은 종류의 신호가 계속해서 발생할 때는 업다운 발생기(200)는 지연 클럭 사이클 만큼 그 신호를 무효화하여 위상 변화가 일어나지 않도록 하게 된다. 앞에서 2 클럭 사이클의 지연을 가정하였으므로 도 7의 앞 부분과 같이 같은 신호가 두 개 또는 세 개가 연속할 경우 두 번째와 세 번째 신호를 업다운 발생기(200)가 무효화하여 위상 변화가 일어나지 않도록 한다. 이는 위상 비교기(100)가 만든 현재의 위상 정보에 따라 클럭 복원 회로가 위상을 변화시키기까지 2 클럭 사이클의 지연이 걸리므로 지연 클럭 사이클 수만큼의 연속되는 같은 신호는 현재 위상 정보에 대한 위상 변화를 적용하기 전에 나오는 것이므로 무효화하도록 하였다. 그러나, 도 7의 후반부와 같이 네 번째의 같은 신호는 앞에서 나온 같은 신호에 대해 위상 변화를 적용한 후에 나온 위상 비교 결과이므로 이는 의미가 있으며 이 신호는 위상 변화에 사용되어야 한다. 또, 현재의 위상 비교와 반대되는 위상 비교 신호도 지연과는 무관하므로 위상 변화에 사용되어져야 한다. 따라서, 도 7에서 볼 수 있듯이 업 신호 다음의 다운 신호나 다운 신호 다음의 업 신호는 클럭 복원 회로의 위상 변화에 사용되었다. 위상 선택기(400)는 업다운 발생기(200)가 만든 값을 바탕으로 다위상 클럭 발생기(300)가 만든 여러 위상의 클럭 신호중 하나를 선택하거나 두 개의 위상 클럭을 선택하여 다른 위상 클럭을 만들어 사용하게 한다.The operation timing diagram of the clock recovery circuit of the present invention is shown in FIG. It consists of the input data and the reference clock used for the multiphase clock generator 300, the output of the phase comparator 100, the output of the up-down generator 200, and the recovery clock. It is represented by a selectable phase made from. In this example, it is assumed that there is a frequency difference between the input data and the reference clock and that there is a delay of two clock cycles in the recovery loop. As can be seen in the figure, a phase difference exists between the input data and the reconstructed clock, so that the phase comparator 100 generates an up or down signal every clock cycle. The up-down generator 200 which is insensitive to the delay of the up or down signal generated by the phase comparator 100 is reprocessed. When the same type of signal continues to occur as shown in FIG. 7, the up-down generator 200 performs a delay clock cycle. As long as the signal is invalidated so that no phase change occurs. Since a delay of two clock cycles is assumed above, when two or three of the same signal are continuous as shown in the previous part of FIG. 7, the up-down generator 200 invalidates the second and third signals so that the phase change does not occur. It takes two clock cycles before the clock recovery circuit changes the phase according to the current phase information made by the phase comparator 100, so that the same continuous signal by the number of delayed clock cycles can change the phase change with respect to the current phase information. It comes out before application, so it is invalidated. However, as shown in the latter part of FIG. 7, the fourth same signal is a result of the phase comparison after applying the phase change to the same signal as described above, which is meaningful and should be used for the phase change. In addition, the phase comparison signal as opposed to the current phase comparison is also related to the delay and should be used for the phase change. Therefore, as shown in Fig. 7, the down signal after the up signal and the up signal after the down signal were used to change the phase of the clock recovery circuit. The phase selector 400 selects one of clock signals of various phases generated by the multiphase clock generator 300 or selects two phase clocks based on the value generated by the up-down generator 200 to make and use another phase clock. .

상기한 바와 같이 지연에 둔감한 업다운 발생기(200)를 사용하게 되면 도 7에서 알 수 있듯이 최대 위상 잡음이 지연이 없는 이상적인 뱅뱅 제어기를 가진 클럭 복원 회로와 같이 최저 해상도 정도로 줄어든다.Using the delay-insensitive up-down generator 200 as described above, as can be seen in Figure 7, the maximum phase noise is reduced to the lowest resolution, such as a clock recovery circuit with an ideal bang bang controller without delay.

도 8에 본 발명에서 제안된 클럭 복원 회로의 한 구성예가 도시되어 있다. 여기에는 샘플러(100A)와 천이 감지기(100B), 상태 위상 비교기(100C)는 도 6의 위상 비교기(100)를 구성하고, 지연에 둔감한 업다운 생성기(200A)와 가감산기(200B)는 도 6의 지연에 둔감한 업다운 발생기(200)를 구성하며, 위상 선택기래취(400A), 멀티플렉서(400B) 및 위상 혼합기(400C)는 도 6의 위상 선택기(400)를 구성한다. 샘플러(100A)는 위상 혼합기(400C)에서 만들어진 다위상 클럭을 가지고 입력 데이터를 오버 샘플링하여 디지털 데이터들로 변환하는 역할을 한다. 천이 감지기(100B)는 샘플러(100A)에서 만들어진 디지털 데이터로부터 데이터의 천이를 감지한다. 도 9와 같이 이웃한 샘플링 데이터와 배타적 논리합(Exclusive-OR)을 하게 되면 데이터의 천이를 감지하게 되는데 본 예에서는 21개의 데이터로부터 20개의 천이를 감지하여 상태 위상 비교기(100C)로 전달하게 된다. 이 20개의 천이중 홀수번째의 천이(1,3,5,..,19번째 천이)들은 위상을 리드하는 업 천이가 되고 나머지 짝수번째 천이(2,4,6,..,20번째 천이)들은 위상은 래그하는 다운 천이가 된다. 천이 감지기(100B)에서 만들어진 업 천이와 다운 천이의 개수를 가산하여 업 천이와 다운 천이의 개수를 비교한 후 현재 상태에서 위상을 리드해야 하는지 위상을 래그해야 하는지를 결정하는 업 혹은 다운 신호를 상태 위상 비교기(100C)가 만들어 낸다.8 shows an example of the configuration of the clock recovery circuit proposed in the present invention. Here, the sampler 100A, the transition detector 100B, and the state phase comparator 100C constitute the phase comparator 100 of FIG. 6, and the up-down generator 200A and the adder-subtractor 200B which are insensitive to delay are illustrated in FIG. 6. The up-down generator 200 insensitive to the delay of the phase selector 400A, the multiplexer 400B and the phase mixer 400C constitutes the phase selector 400 of FIG. The sampler 100A has a polyphase clock made by the phase mixer 400C to oversample the input data and convert the input data into digital data. The transition detector 100B detects a transition of data from the digital data generated by the sampler 100A. As shown in FIG. 9, when an exclusive OR is performed with neighboring sampling data, a transition of data is detected. In this example, 20 transitions are detected from 21 data and transferred to the state phase comparator 100C. The odd-numbered transitions (1, 3, 5, ..., 19th transitions) of the 20 transitions become the phase leading up transitions and the remaining even transitions (2, 4, 6, ..., 20th transitions). The phase heard is a down transition that lags. Add the number of up and down transitions made by the transition detector 100B to compare the number of up and down transitions, and then use the up or down signal to determine whether the phase should be read or lag in the current state. Comparator 100C produces it.

본 발명에서 사용된 상태 위상 비교기(100C)는 상태 비교 방식을 이용하여 구현되었다. 도 10에는 상태 위상 비교기(100C)의 구성도가 도시되어 있다. 첫째 단(S1)에서는 하나의 업 천이와 다운 천이를 비교한다. 도 9에서 하나의 예로 dup0와 ddn0를 비교한다. dup0이 로직 1이면 업이 하나인 상태가 되어 up0이 로직 1이 된다. Ddn0이 로직 1이면 다운이 하나인 상태가 되어 dn0이 로직 1이 된다. Dup0과 ddn0이 동시에 로직 0이거나 동시에 로직 1이면 중성 상태가 되어 n0이 로직 1인 된다. Dup0과 ddn0의 경우와 마찬가지로 다른 첫째 단들도 각자의 dup과 ddn 데이터로부터 상태를 결정하여 둘째 단(S2)으로 전달한다. 둘째 단은 두개의 첫째 단의 결과로부터 상태를 결정하게 되므로 4개의 상태가 존재하게 된다. 즉, 업 천이가 두개인 상태, 업 천이가 하나인 상태, 중성 상태, 다운 천이가 하나인 상태, 다운 천이가 두개인 상태가 존재하게 된다. 예를 들면 두 개의 첫째단 모두 업 상태이면 up12가 로직 1이 되고 하나는 업 하나는 중성인 상태면 up11이 로직 1이 되며 업과 다운의 상태가 같으면 n10이, 하나는 다운 상태이고 하나는 중성 상태이면 dn11이, 둘 다 다운 상태이면 dn12가 각각 로직 1이 된다. 마찬가지 방식으로 셋째 단(S3)은 두개의 둘째 단으로부터 9개의 상태 출력을 만들어 낼 수 있다. 넷째 단(S4)은 하나의 셋째 단과 하나의 첫째 단으로부터 11개의 상태 출력을 만들어 낸다. 다섯째 단(S5)에서는 두개의 넷째 단의 출력을 가지고 11개의 상태만을 만들어 내었다. 왜냐하면, 업과 다운의 최대 개수가 5인 넷째 단의 출력으로 만들어지는 5이상의 업 혹은 다운 상태는 크게 의미가 없기 때문에 그 이상의 5 이상의 상태는 업 혹은 다운이 5인 상태의 로직으로 구현하였기 때문이다. 그러나, 이는 10개의 업과 10개의 다운신호를 위한 구성이며 더 많은 수의 업과 다운으로 구성될 때는 다섯째 단도 모든 상태를 가지도록 구현할 수 있다. 다섯째 단의 출력은 11개의 출력 중 업과 다운의 개수의 차이의 상태만 로직 1이 된다. 본 발명의 예의 마지막 단(S6)에서는 다섯째 단의 출력인 업과 다운의 상태를 검사하여 다섯 개의 업 출력중 하나라도 로직 1이면 업 신호를 다섯 개의 다운신호중 하나라도 로직 1이면 다운 신호를 출력한다. 업 신호와 다운 신호는 배타적 관계에 있으므로 두 신호 모두 1인 경우는 없다.The state phase comparator 100C used in the present invention is implemented using a state comparison method. 10 is a configuration diagram of the state phase comparator 100C. In the first stage (S1), one up and down transitions are compared. As an example in FIG. 9, dup0 and ddn0 are compared. If dup0 is logic 1, then there is one up, and up0 is logic 1. If Ddn0 is logic 1, then there is one down, and dn0 is logic 1. If Dup0 and ddn0 are logic 0 at the same time or logic 1 at the same time, the state is neutral and n0 is logic 1. As in the case of Dup0 and ddn0, the other first stages also determine the state from their dup and ddn data and transfer it to the second stage (S2). The second stage determines states from the results of the two first stages, so there are four states. That is, there are two up transitions, one up transition, one neutral state, one down transition, and two down transitions. For example, if both first stages are up, up12 is logic 1, and one is up, one is neutral, up11 is logic 1, and if up and down are the same, n10 is one, one is down and one is neutral. If dn11 is both down, then dn12 is logic 1 respectively. Similarly, the third stage (S3) can produce nine status outputs from the two second stages. The fourth stage (S4) produces eleven state outputs from one third stage and one first stage. In the fifth stage (S5), only 11 states were produced with the outputs of two fourth stages. This is because more than five up or down states made up of outputs of the fourth stage with the maximum number of ups and downs are not significant, so more than five states are implemented with logic of up or down five states. However, it is a configuration for 10 up and 10 down signals, and when configured with a larger number of up and down signals, the fifth stage can be implemented to have all states. The output of the fifth stage becomes logic 1 only in the state of the difference between the number of up and down among the 11 outputs. In the last stage (S6) of the example of the present invention, the state of the up and down, which is the output of the fifth stage, is checked, and if any one of the five up outputs is logic 1, the up signal is outputted and if any one of the five down signals is logic 1, the down signal is output. Since the up signal and the down signal are in exclusive relationship, neither signal is one.

각 단의 논리식의 일 예를 나타내면 다음과 같으며, 이 논리식은 같은 단에 동일하게 적용될 수 있다.An example of the logic of each stage is as follows, and the logic can be equally applied to the same stage.

<첫 번째 단(S1)의 논리식><Logical expression of the first stage (S1)>

up0 = dup0*(~ddn0)up0 = dup0 * (~ ddn0)

dn0 = (~dup0)*ddn0dn0 = (~ dup0) * ddn0

n0 = (dup0*ddn0)+((~dup0)*(~ddn0))n0 = (dup0 * ddn0) + ((~ dup0) * (~ ddn0))

<두번째 단(S2)의 논리식><Logical expression of the second stage (S2)>

up12 = up0*up1up12 = up0 * up1

up11 = (up0*n1)+(n0*up1)up11 = (up0 * n1) + (n0 * up1)

n10 = (up0*dn1)+(n0*n1)+(dn0*up1)n10 = (up0 * dn1) + (n0 * n1) + (dn0 * up1)

dn11 = (n0*dn1)+(dn0*n1)dn11 = (n0 * dn1) + (dn0 * n1)

dn12 = dn0*dn1dn12 = dn0 * dn1

<세번째 단(S3)의 논리식><Logical formula of third stage S3>

up54 = up12*up22up54 = up12 * up22

up53 = (up12*up21)+(up11*up22)up53 = (up12 * up21) + (up11 * up22)

up52 = (up12*n20)+(up11*up21)+(n10*u22)up52 = (up12 * n20) + (up11 * up21) + (n10 * u22)

up51 = (up12*dn21)+(up11*n20)+(n10*up21)+(dn11*u22)up51 = (up12 * dn21) + (up11 * n20) + (n10 * up21) + (dn11 * u22)

n50 = (up12*dn22)+(up11*dn21)+(n10*n20)+(dn11*up21)+(dn12*up22)n50 = (up12 * dn22) + (up11 * dn21) + (n10 * n20) + (dn11 * up21) + (dn12 * up22)

dn51 = (up11*dn22)+(n10*dn21)+(dn11*n20)+(dn12*up21)dn51 = (up11 * dn22) + (n10 * dn21) + (dn11 * n20) + (dn12 * up21)

dn52 = (n10*dn22)+(dn11+dn21)+(dn12*n20)dn52 = (n10 * dn22) + (dn11 + dn21) + (dn12 * n20)

dn53 = (dn11*dn22)+(dn12*dn21)dn53 = (dn11 * dn22) + (dn12 * dn21)

dn54 = dn12*dn22dn54 = dn12 * dn22

<네번째 단(S4)의 논리식><Logical expression of the fourth stage (S4)>

up75 = up54*up4up75 = up54 * up4

up74 = (up54*n4)+(up53*up4)up74 = (up54 * n4) + (up53 * up4)

up73 = (up54*dn4)+(up53*n4)+(up52*n4)up73 = (up54 * dn4) + (up53 * n4) + (up52 * n4)

up72 = (up53*dn4)+(up52*n4)+(up51*up4)up72 = (up53 * dn4) + (up52 * n4) + (up51 * up4)

up71 = (up52*dn4)+(up51*n4)+(n50*up4)up71 = (up52 * dn4) + (up51 * n4) + (n50 * up4)

n70 = (up51*dn4)+(n50*n4)+(dn51*up4)n70 = (up51 * dn4) + (n50 * n4) + (dn51 * up4)

dn71 = (n50*dn4)+(dn51*n4)+(dn52*up4)dn71 = (n50 * dn4) + (dn51 * n4) + (dn52 * up4)

dn72 = (dn51*dn4)+(dn52*n4)+(dn53*up4)dn72 = (dn51 * dn4) + (dn52 * n4) + (dn53 * up4)

dn73 = (dn52*dn4)+(dn53*n4)+(dn54*up4)dn73 = (dn52 * dn4) + (dn53 * n4) + (dn54 * up4)

dn74 = (dn53*dn4)+(dn54*n4)dn74 = (dn53 * dn4) + (dn54 * n4)

dn75 = dn54*dn4dn75 = dn54 * dn4

<다섯째 단(S5)의 논리식><Logical formula of the fifth stage (S5)>

up95 = (up75*up85)+(up75*up84)+(up75*up83)+(up75*up82)+(up75*up81)+up95 = (up75 * up85) + (up75 * up84) + (up75 * up83) + (up75 * up82) + (up75 * up81) +

(up75*up80)+(up74*up85)+(up74*up84)+(up74*up83)+(up74*up82)+(up75 * up80) + (up74 * up85) + (up74 * up84) + (up74 * up83) + (up74 * up82) +

(up74*up81)+(up73*up85)+(up73*up84)+(up73*up83)+(up73*up82)+(up74 * up81) + (up73 * up85) + (up73 * up84) + (up73 * up83) + (up73 * up82) +

(up72*up85)+(up72*up84)+(up72*up83)+(up71*up85)+(up71*up84)+(up72 * up85) + (up72 * up84) + (up72 * up83) + (up71 * up85) + (up71 * up84) +

(up70*up85)(up70 * up85)

up94 = (up75*dn81)+(up74*n80)+(up73*up81)+(up72*up82)+(up71*up83)+up94 = (up75 * dn81) + (up74 * n80) + (up73 * up81) + (up72 * up82) + (up71 * up83) +

(n70*up84)+(dn71*up85)(n70 * up84) + (dn71 * up85)

up93 = (up75*dn82)+(up74*dn81)+(up73*n80)+(up72*up81)+(up71*up82)+up93 = (up75 * dn82) + (up74 * dn81) + (up73 * n80) + (up72 * up81) + (up71 * up82) +

(n70*up83)+(dn71*up84)+(dn72*up85)(n70 * up83) + (dn71 * up84) + (dn72 * up85)

up92 = (up75*dn83)+(up74*dn82)+(up73*dn81)+(up72*n80)+(up71*up81)+up92 = (up75 * dn83) + (up74 * dn82) + (up73 * dn81) + (up72 * n80) + (up71 * up81) +

(n70*up82)+(dn71*up83)+(dn72*up84)+(dn73*up85)(n70 * up82) + (dn71 * up83) + (dn72 * up84) + (dn73 * up85)

up91 = (up75*dn84)+(up74*dn83)+(up73*dn82)+(up72*dn81)+(up71*n80)+up91 = (up75 * dn84) + (up74 * dn83) + (up73 * dn82) + (up72 * dn81) + (up71 * n80) +

(n70*up81)+(dn71*up82)+(dn72*up83)+(dn73*up84)+(dn74*up85)(n70 * up81) + (dn71 * up82) + (dn72 * up83) + (dn73 * up84) + (dn74 * up85)

up90 = (up75*dn85)+(up74*dn84)+(up73*dn83)+(up72*dn82)+(up71*dn81)+up90 = (up75 * dn85) + (up74 * dn84) + (up73 * dn83) + (up72 * dn82) + (up71 * dn81) +

(n70*up80)+(dn71*up81)+(dn72*up82)+(dn73*up83)+(dn74*up84)+(n70 * up80) + (dn71 * up81) + (dn72 * up82) + (dn73 * up83) + (dn74 * up84) +

(dn75*up85)(dn75 * up85)

dn91 = (up74*dn85)+(up73*dn84)+(up72*dn83)+(up71*dn82)+(n70*dn81)+dn91 = (up74 * dn85) + (up73 * dn84) + (up72 * dn83) + (up71 * dn82) + (n70 * dn81) +

(dn71*n80)+(dn72*up81)+(dn73*up82)+(dn74*up83)+(dn75*up84)(dn71 * n80) + (dn72 * up81) + (dn73 * up82) + (dn74 * up83) + (dn75 * up84)

dn92 = (up73*dn85)+(up72*dn84)+(up71*dn83)+(n70*dn82)+(dn71*dn81)+dn92 = (up73 * dn85) + (up72 * dn84) + (up71 * dn83) + (n70 * dn82) + (dn71 * dn81) +

(dn72*n80)+(dn73*up81)+(dn74*up82)+(dn75*up83)(dn72 * n80) + (dn73 * up81) + (dn74 * up82) + (dn75 * up83)

dn93 = (up72*dn85)+(up71*dn84)+(n70*dn83)+(dn71*dn82)+(dn72*dn81)+dn93 = (up72 * dn85) + (up71 * dn84) + (n70 * dn83) + (dn71 * dn82) + (dn72 * dn81) +

(dn73*n80)+(dn74*up81)+(dn75*up82)(dn73 * n80) + (dn74 * up81) + (dn75 * up82)

dn94 = (up71*dn85)+(n70*dn84)+(dn71*dn83)+(dn72*dn82)+(dn73*dn81)+dn94 = (up71 * dn85) + (n70 * dn84) + (dn71 * dn83) + (dn72 * dn82) + (dn73 * dn81) +

(dn74*n80)+(dn75*up81)(dn74 * n80) + (dn75 * up81)

dn95 = (n70*dn85)+(dn71*dn84)+(dn71*dn85)+(dn72*dn83)+(dn72*dn84)+dn95 = (n70 * dn85) + (dn71 * dn84) + (dn71 * dn85) + (dn72 * dn83) + (dn72 * dn84) +

(dn72*dn85)+(dn73*dn82)+(dn73*dn83)+(dn73*dn84)+(dn73*dn85)+(dn72 * dn85) + (dn73 * dn82) + (dn73 * dn83) + (dn73 * dn84) + (dn73 * dn85) +

(dn74*dn81)+(dn74*dn82)+(dn74*dn83)+(dn74*dn84)+(dn74*dn85)+(dn74 * dn81) + (dn74 * dn82) + (dn74 * dn83) + (dn74 * dn84) + (dn74 * dn85) +

(dn75*dn80)+(dn75*dn81)+(dn75*dn82)+(dn75*dn83)+(dn75*dn84)+(dn75 * dn80) + (dn75 * dn81) + (dn75 * dn82) + (dn75 * dn83) + (dn75 * dn84) +

(dn75*dn85)(dn75 * dn85)

<여섯째 단(S56의 논리식><Sixth stage (logic of S56)

업 = up95+up94+up93+up92+up91Up = up95 + up94 + up93 + up92 + up91

다운 = dn95+dn94+dn93+dn92+dn91Down = dn95 + dn94 + dn93 + dn92 + dn91

상기 상태 위상 비교기(100C)는 매 클럭 사이클마다 업 혹은 다운 신호를 출력한다. 도 11과 같이 지연에 둔감한 업다운 생성기(200A)는 이 업 혹은 다운 신호를 받아들여 현재 업 혹은 다운 신호를 유효화하여 현재 위상을 변화시킬 것인지 아니면 무효화하여 현재 위상을 유지할 것인지를 결정한다. 상기 업다운 생성기(200A)는 이 결정을 바탕으로 가감산기(200B)에 +1, +0, -1의 신호를 만들어 출력함으로써 위상 선택기 래취(400A)의 값이 하나 증가, 유지, 혹은 하나 감소되게 만든다. 위상 선택기 래취(400A)의 출력은 멀티플렉서(400B)와 위상 혼합기(400C)에 전달되어 현재의 위상을 바꾸는 역할을 하고 위상 혼합기(400C)에서 만들어진 새로운 위상의 클럭은 복원 클럭으로 출력됨과 동시에 샘플러(100A)에도 입력되어 다시 입력 데이터를 샘플링하는데 사용된다.The state phase comparator 100C outputs an up or down signal every clock cycle. As shown in FIG. 11, the up-down generator 200A, which is insensitive to delay, accepts the up or down signal and decides whether to validate the current up or down signal to change the current phase or to maintain the current phase. Based on this determination, the up-down generator 200A generates and outputs signals of +1, +0, and -1 to the subtractor 200B so that the value of the phase selector latch 400A is increased, maintained, or decreased by one. Make. The output of the phase selector latch 400A is transmitted to the multiplexer 400B and the phase mixer 400C to change the current phase, and the clock of the new phase produced by the phase mixer 400C is output to the reconstruction clock and at the same time the sampler ( It is also input to 100A and used to sample the input data again.

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예들에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described typical preferred embodiments, it can be carried out in various ways without departing from the gist of the present invention various modifications, alterations, substitutions or additions are common in the art Those who have knowledge will easily understand. If the implementation by such improvement, change, replacement or addition falls within the scope of the appended claims, the technical idea should also be regarded as belonging to the present invention.

이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 복원 루프내에 지연이 존재하더라도 위상 추적 특성에는 크게 영향을 끼치지 않고 위상 잡음만 적어지도록 할 수 있다.As described in detail above, according to the present invention, even if there is a delay in the recovery loop, only phase noise may be reduced without significantly affecting the phase tracking characteristics.

Claims (8)

입력 신호에 동기된 클럭을 복원하는 회로에 있어서,In a circuit for restoring a clock synchronized with an input signal, 입력된 신호와 복원된 클럭의 위상을 비교하여 위상을 리드하는 업 신호나 위상을 래그하는 다운 신호를 만들어 내는 위상 비교기와,A phase comparator for comparing an input signal with a phase of a restored clock to generate an up signal for leading a phase or a down signal for laging a phase; 복원 루프내에 존재하는 지연에 둔감하게 하기 위해 위상 비교기에서 만들어진 업 신호나 다운 신호를 재처리하고 이로 하여금 위상 선택 신호를 만들어 내는 지연에 둔감한 업다운 발생기와,An up-down generator that is insensitive to the delay that results in a phase comparator and an up- or down-signal produced by the phase comparator to be insensitive to the delay present in the recovery loop, 지연에 둔감한 업다운 발생기에서 만들어진 선택 신호에 의해 다위상 클럭 발생기의 여러 위상 클럭 중 하나를 선택하거나 두 위상을 혼합하여 다른 위상을 만드는 위상 선택기와,A phase selector that selects one of the multiple phase clocks of a multiphase clock generator or mixes two phases to form a different phase by a select signal produced by a delay-insensitive downdown generator, 다위상 클럭을 만들어 내는 다위상 클럭 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 클럭 복원 회로.A clock recovery circuit comprising a polyphase clock generator for generating a polyphase clock. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 위상 비교기는, 입력 신호를 복원 클럭으로 샘플링하여 디지털 데이터로 저장하는 샘플러와,The phase comparator comprises: a sampler for sampling an input signal with a recovery clock and storing the received signal as digital data; 샘플러의 데이터로부터 위상 리드를 위한 데이터 업 천이와 위상 래그를 위한 데이터 다운 천이와 같은 데이터 천이를 검출하는 천이 감지기와,A transition detector for detecting data transitions, such as data up transitions for phase reads and data down transitions for phase lags, from the sampler's data; 하나 혹은 여러 개의 업 천이와 다운 천이로부터 업 천이와 다운 천이의 개수를 비교하여 업 혹은 다운 신호를 결정하는 상태 위상 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 클럭 복원 회로.And a state phase comparator for determining an up or down signal by comparing the number of up and down transitions from one or several up and down transitions. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 상태 위상 비교기는, 업 혹은 다운 신호를 결정하는데 입력 업 천이와 다운 천이의 개수 차이에 대한 모든 상태를 만들고 현재 업 천이와 다운 천이의 개수 차이에 해당하는 상태만 로직 1로 만드는 상태 비교단을 한단 또는 여러 단으로 구성하여 업 천이와 다운 천이의 개수 차이를 비교하는 것을 특징으로 하는 클럭 복원 회로.The state phase comparator determines a state of the up or down signal, and makes a state comparison stage that makes all the states for the difference between the number of input up and down transitions and makes the logic 1 only the state corresponding to the difference between the number of the up and down transitions. A clock recovery circuit comprising one or more stages and comparing the difference in the number of up and down transitions. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지연에 둔감한 업다운 발생기는 위상 비교기에서 매 클럭 사이클마다 만들어지는 업 혹은 다운 신호를 입력으로 받아들여 위상 선택기의 현재 값을 증가, 감소 혹은 유지하는 플래그 신호를 만드는 지연에 둔감한 업다운 생성기와 이 플래그 신호에 의해 위상 선택기의 값을 증가, 감소 혹은 유지시키는 가감산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 클럭 복원 회로.The delay-insensitive up-down generator is a delay-insensitive up-down generator that accepts an up or down signal generated every clock cycle in the phase comparator and produces a flag signal that increases, decreases or maintains the current value of the phase selector. And an adder and a subtractor for increasing, decreasing or maintaining the value of the phase selector by the flag signal. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지연에 둔감한 업다운 생성기는 위상 비교기에서 매 클럭 사이클마다 만들어지는 업 혹은 다운 신호를 입력으로 받아들여 같은 종류의 신호가 연속적으로 발생할 때(연속적인 업 신호 혹은 연속적인 다운 신호) 처음의 신호는 위상 변화에 사용하도록 플래그 신호를 증가 혹은 감소로 만들고 복원 루프내에 존재하는 지연 클럭 사이클 수만큼의 연속되는 같은 신호는 무효화하여 위상 변화에 사용하지 않도록 플래그 신호를 유지로 만드는 것을 특징으로 하는 클럭 복원 회로.The delay-insensitive up-down generator accepts an up or down signal generated every clock cycle from the phase comparator, and when the same type of signal occurs continuously (continuous up or continuous down), the first signal A clock recovery circuit characterized by increasing or decreasing the flag signal for use in phase shift and invalidating the same consecutive signal as the number of delayed clock cycles present in the recovery loop to keep the flag signal unused for phase shift. . 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 지연에 둔감한 업다운 생성기는, 복원 루프내에 존재하는 지연 클럭 사이클 수보다 초과하는 연속적인 같은 신호에 대해서는 지연 클럭 사이클 수보다 초과하는 처음의 신호는 위상 변화에 사용하도록 플래그 신호를 증가 혹은 감소로 만들고 그 이후의 복원 루프내에 존재하는 지연 클럭 사이클 수만큼의 연속되는 같은 신호는 무효화하여 위상 변화에 사용하지 않도록 플래그 신호를 유지로 만드는 것을 특징으로 하는 클럭 복원 회로.The delay-insensitive up-down generator is used to increase or decrease the flag signal so that, for successive identical signals exceeding the number of delay clock cycles present in the recovery loop, the first signal exceeding the number of delay clock cycles is used for phase shift. And retaining the flag signal so that it is invalidated for use by the phase change by invalidating the same consecutive signal as the number of delayed clock cycles present in the subsequent recovery loop. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 지연에 둔감한 업다운 생성기는 매 클럭 사이클마다 발생하는 다른 신호에 대해서는 위상 변화에 사용하도록 플래그 신호를 증가 혹은 감소로 만드는 것을 특징으로 하는 클럭 복원 회로.And the delay-insensitive up-down generator increases or decreases the flag signal for use in phase shifting for other signals occurring every clock cycle. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 위상 선택기는 지연에 둔감한 위상 발생기에서 결정한 위상 선택 값을저장하여 유지하는 위상 선택기 래치, 위상 선택기 래치의 값에 따라 다 위상 클럭 발생기의 위상을 선택하는 멀티플렉서, 위상 선택기의 값에 따라 선택된 두 위상 클럭들을 혼합하여 두 위상과는 다른 위상의 클럭을 만들어 내는 위상 혼합기를 포함하는 것을 특징으로 하는 클럭 복원 회로.The phase selector includes: a phase selector latch for storing and maintaining a phase selection value determined by a phase generator insensitive to delay; a multiplexer for selecting a phase of a multi-phase clock generator according to a value of a phase selector latch; And a phase mixer for mixing phase clocks to produce clocks of phases different from the two phases.
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CN113708757A (en) * 2020-05-20 2021-11-26 智原科技股份有限公司 Clock data recovery circuit

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