KR20120129019A - 오버샘플링 방법을 적용한 베리어블 데이터 레이트 올 디지털 클록-데이터 복원 시스템 및 그 방법 - Google Patents

오버샘플링 방법을 적용한 베리어블 데이터 레이트 올 디지털 클록-데이터 복원 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오버샘플링 방법을 적용한 베리어블 데이터 레이트 올 디지털 클록-데이터 복원 시스템 및 그 방법에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 클록 주파수를 데이터 레이트(Data rate)에 비해 빠르게 오버샘플링이 이루어지도록 하는 오버샘플링 방법을 적용한 베리어블 데이터 레이트 올 디지털 클록-데이터 복원 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 초기에 프리앰블 데이터(Preamble Data)가 인가될 경우, 데이터 카운터(Data Counter)가 카운팅한 값을 메인 카운터(Main Counter)에 저장하는 단계와, 실제 데이터가 들어올 경우, 상기 카운팅 된 값을 주파수 정보로 사용하여 상기 메인 카운터에서 카운팅을 진행하는 단계와, 데이터 레지스터(Data Register)가 카운팅을 결정하는 단계와, 상기 각 데이터의 Counter 출력을 통해 1과 0의 데이터를 복원하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

오버샘플링 방법을 적용한 베리어블 데이터 레이트 올 디지털 클록-데이터 복원 시스템 및 그 방법{Variable Data Rate All Digital clock-data recovery system using oversampling method and the method thereof}
본 발명은 오버샘플링 방법을 적용한 베리어블 데이터 레이트 올 디지털 클록-데이터 복원 시스템 및 그 방법에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 클록 주파수를 데이터 레이트(Data rate)에 비해 빠르게 오버샘플링이 이루어지도록 하는 오버샘플링 방법을 적용한 베리어블 데이터 레이트 올 디지털 클록-데이터 복원 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
도1에서 보는 바와 같이 일반적으로 디지털 클록-데이터 복원 회로는 패러랠 샘플러(parallel samplers)와 페이즈 디텍션 로직(phase detection logic)으로 구성되어, 시리어 데이터 스트림(serial data stream)을 복원 데이터(recovered data)로 복원하는 회로이다.
즉 디지털 클록-데이터 복원 회로는 직렬 데이터를 받아 멀티플 페이즈 클록(Multiple Phase Clock)을 만들어 샘플링 후에 비트 바운더리(Bit boundary)를 확인하여 데이터를 선택하는 방식으로 구성되어 있다.
또한 상술한 종래 기술의 경우 직렬 데이터를 처리하기 위해 멀티플 페이즈 클록을 만들어 내야 하며, 이를 아날로그 회로로 구성한다.
따라서 종래 기술은 다양한 데이터 레이트(Data rate)에 따른 동작이 지원되지 않는다는 문제를 가지고 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 다양한 데이터 레이트(Data rate)에 따른 동작이 지원되도록 클록 주파수를 데이터 레이트(Data rate)에 비해 빠르게 하여, 오버샘플링이 이루어지도록 하는 오버샘플링 방법을 적용한 베리어블 데이터 레이트 올 디지털 클록-데이터 복원 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 초기에 프리앰블 데이터(Preamble Data)가 인가될 경우, 데이터 카운터(Data Counter)가 카운팅한 값을 메인 카운터(Main Counter)에 저장하는 단계와, 실제 데이터가 들어올 경우, 상기 카운팅 된 값을 주파수 정보로 사용하여 상기 메인 카운터에서 카운팅을 진행하는 단계와, 데이터 레지스터(Data Register)가 카운팅을 결정하는 단계와, 상기 각 데이터의 Counter 출력을 통해 1과 0의 데이터를 복원하는 단계로 이루어진다.
상기 초기에 프리앰블 데이터가 인가될 경우, 데이터 카운터(Data Counter)가 카운팅 한 값을 메인 카운터(Main Counter)에 저장하는 단계는, 상기 데이터 카운터를 사용하여 오버샘플링(Oversampling) 클록에 의해서 주파수 정보를 얻는 단계이다.
상기 데이터 레지스터(Data Register)는 카운팅을 결정하는 단계는, 상기 데이터 레지스터(Data Register)는 데이터가 1인 구간에서 카운팅을 하고, 0인 구간에서 카운팅하지 않는 단계이다.
본 발명은 초기에 프리앰블 데이터가 인가될 경우, 데이터 카운터(Data Counter)가 카운팅 한 값을 저장하고, 실제 데이터가 들어올 경우, 상기 카운팅 된 값을 주파수 정보로 사용하여 카운팅을 진행하는 메인 카운터(Main Counter)와, 카운팅을 결정하는 데이터 레지스터(Data Register)와, 상기 각 데이터의 Counter 출력을 통해 1과 0의 데이터를 복원하는 다수결 보우터(Majority voter)로 구성된다.
상기 데이터 카운터는 오버샘플링(Oversampling) 클록에 의해서 주파수 정보를 얻는다.
상기 데이터 레지스터(Data Register)는 데이터가 1인 구간에서 카운팅을 하고, 0인 구간에서 카운팅하지 않는다.
본 발명은 초기에 프리앰블 데이터가 인가될 경우 전달받는 프리앰블 카운터;를 더 포함하여 구성된다.
상기 프리앰블 데이터의 라이징(Rising)에서 카운트하는 P_COUNT 신호가 10일 때 Lock이 0에서 1이 된다.
상기 프리앰블 데이터에서 얻은 주파수 정보(n)가 D_COUNT 신호이고, COUNT_OUT 신호는 실제 데이터가 들어올 때 계속해서 카운팅되지 않고, n까지만 카운트 되도록 만들어 주는 신호이며, M_COUNT 신호는 상기 COUNT_OUT 신호가 n까지 카운트했을 때의 값이다.
본 발명에 따르면 초기에 주파수 정보를 저장하기 때문에, 다양한 주파수에 대해 동작이 가능하다는 장점을 가집니다.
또한 본 발명에 따르면 클록 주파수를 데이터 레이트(Data rate)에 비해 빠르게 하여, 오버샘플링이 이루어져 면적(모든 블록을 디지털 회로로 구성) 및 전류 소비 면에서 장점을 가지게 됩니다.
또한 본 발명은 데이터를 선택할 때 비트 바운더리 디텍팅(Bit Boundary Detecting)을 통해 데이터의 위치를 통해 값을 선택하는 방식이 아니라, 초기 주파수 정보에서 저장된 카운트값을 기준으로 큰지 작은지를 비교하여 데이터를 선택하여 복원하는 방식을 사용하여 유용하다.
도 1은 종래 발명에 따른 일반적인 디지털 클록-데이터 복원 회로 구성을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 오버샘플링 방법을 적용한 베리어블 데이터 레이트 올 디지털 클록-데이터 복원 시스템의 구성을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 오버샘플링 방법을 적용한 베리어블 데이터 레이트 올 디지털 클록-데이터 복원 방법을 보여주는 시뮬레이션 결과 도면.
도 4는 본 발명에 따른 오버샘플링 방법을 적용한 베리어블 데이터 레이트 올 디지털 클록-데이터 복원 방법을 보여주는 타이밍 다이어그램.
이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 오버샘플링 방법을 적용한 베리어블 데이터 레이트 올 디지털 클록-데이터 복원 시스템은 메인 카운터(Main Counter)(20)와 데이터 카운터(Data Counter)(10)와 데이터 레지스터(Data Register)(30)와 다수결 보우터(Majority voter)(40)로 크게 구성된다.
상기 메인 카운터(20)는 초기에 프리앰블 데이터(Preamble Data)가 인가될 경우, 데이터 카운터(10)가 카운팅 한 값을 저장하고, 실제 데이터가 들어올 경우, 상기 카운팅 된 값을 주파수 정보로 사용하여 카운팅을 진행하는 장치이다.
즉 본 발명은 초기에 주파수 정보를 저장하기 때문에, 다양한 주파수에 대해 동작이 가능하다.
여기에서 상기 데이터 카운터(10)는 오버샘플링(Oversampling) 클록에 의해서 주파수 정보를 얻는다.
즉 본 발명은 클록 주파수를 데이터 레이트(Data rate)에 비해 빠르게 하여, 오버샘플링이 이루어져 모든 블록을 디지털로 구성할 수 있어 면적 및 전류 소비 면에서 장점을 가질 수 있는 것이다.
상기 데이터 레지스터(30)는 카운팅을 결정하는 레지스터로서, 데이터가 1인 구간에서 카운팅을 하고, 0인 구간에서 카운팅하지 않는다.
상기 다수결 보우터(40)는 상기 각 데이터 카운터(10) 출력을 통해 1과 0의 데이터를 복원하는 모듈로서, 데이터 신호가 과반수인지를 판단하는 다수결 판정회로이다.
즉 본 발명은 데이터를 선택할 때 비트 바운더리 디텍팅(Bit Boundary Detecting)을 통해 데이터의 위치를 통해 값을 선택하는 방식이 아니라, 초기 주파수 정보에서 저장된 카운트값을 기준으로 큰지 작은지를 비교하여 데이터를 선택한다.
이외에도 본 발명은 초기에 프리앰블 데이터가 인가될 경우 전달받는 프리앰블 카운터를 더 포함한다.
이하 본 발명의 실시를 위한 오버샘플링 방법을 적용한 베리어블 데이터 레이트 올 디지털 클록-데이터 복원 방법에 대하여 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
도3에서 보는 바와 같이 먼저 초기에 인풋 데이터(Input data)인 프리앰블 데이터가 들어올 때, 데이터 카운터는 오버 샘플링(Oversampling) 클록에 의해서 카운팅된 값을 메인 카운터에 저장하게 된다.
그리고 실제 데이터가 들어올 때 상기 카운팅된 값을 주파수 정보(COUNT_OUT)로 사용하여 메인 카운터에서 카운팅(M_COUNT)을 진행하며, 데이터 레지스터에서 데이터가 1인 구간에서는 카운팅을 하고, 0인 구간에서는 카운팅하지 않도록 하여 각 데이터 카운터 출력을 통해 1과 0의 데이터를 복원(Recovered Data)하게 된다.
즉 초기에 프리앰블 데이터가 인가될 때 데이터카운터를 사용하여 주파수 정보를 얻고, 실제 데이터 인가 시 주파수 정보를 통해 데이터 카운터로 1 또는 0을 분석하여 데이터를 복원하는 것이다.
다시 말해 도4에서 보는 바와 같이 Preamble Data의 Rising에서 카운트를 하는 P_COUNT 신호가 10일 때 Lock이 0에서 1이 된다.
그리고 D_COUNT는 상기 Preamble Data에서 얻은 주파수 정보(n)이며, COUNT_OUT은 실제 Data가 들어올 때 계속해서 카운팅이 되지 않고, n까지만 카운트가 되도록 만들어 주는 신호이며, M_COUNT는 COUNT_OUT이 n까지 카운트했을 때의 값을 의미한다.
예를 들어 D[1]에 대해 COUNT_OUT이 n까지 카운트를 하면, 그 정보는 M_COUNT로 보내지고 D_COUNT/2와 비교하여 큰 값인지 작은 값인지를 통해 1과 0을 판단하게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에서 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 데이터 카운터(Data Counter)
20 : 메인 카운터(Main Counter)
30 : 데이터 레지스터(Data Register)
40 : 다수결 보우터(Majority voter)

Claims (9)

  1. 초기에 프리앰블 데이터(Preamble Data)가 인가될 경우, 데이터 카운터(Data Counter)가 카운팅한 값을 메인 카운터(Main Counter)에 저장하는 단계와;
    실제 데이터가 들어올 경우, 상기 카운팅 된 값을 주파수 정보로 사용하여 상기 메인 카운터에서 카운팅을 진행하는 단계와;
    데이터 레지스터(Data Register)가 카운팅을 결정하는 단계와;
    상기 각 데이터 카운터의 출력을 통해 1과 0의 데이터를 복원하는 단계;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오버샘플링 방법을 적용한 베리어블 데이터 레이트 올 디지털 클록-데이터 복원 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 초기에 프리앰블 데이터가 인가될 경우, 데이터 카운터(Data Counter)가 카운팅 한 값을 메인 카운터(Main Counter)에 저장하는 단계는,
    상기 데이터 카운터를 사용하여 오버샘플링(Oversampling) 클록에 의해서 주파수 정보를 얻는 단계인 것을 특징으로 하는 오버샘플링 방법을 적용한 베리어블 데이터 레이트 올 디지털 클록-데이터 복원 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 레지스터(Data Register)가 카운팅을 결정하는 단계는,
    상기 데이터 레지스터(Data Register)는 데이터가 1인 구간에서 카운팅을 하고, 0인 구간에서 카운팅하지 않는 단계인 것을 특징으로 하는 오버샘플링 방법을 적용한 베리어블 데이터 레이트 올 디지털 클록-데이터 복원 방법.
  4. 초기에 프리앰블 데이터가 인가될 경우, 데이터 카운터(Data Counter)가 카운팅 한 값을 저장하고, 실제 데이터가 들어올 경우, 상기 카운팅 된 값을 주파수 정보로 사용하여 카운팅을 진행하는 메인 카운터(Main Counter)와;
    카운팅을 결정하는 데이터 레지스터(Data Register)와;
    상기 각 데이터 카운터의 출력을 통해 1과 0의 데이터를 복원하는 다수결 보우터(Majority voter);
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 오버샘플링 방법을 적용한 베리어블 데이터 레이트 올 디지털 클록-데이터 복원 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 데이터 카운터는 오버샘플링(Oversampling) 클록에 의해서 주파수 정보를 얻는 것을 특징으로 하는 오버샘플링 방법을 적용한 베리어블 데이터 레이트 올 디지털 클록-데이터 복원 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 데이터 레지스터(Data Register)는 데이터가 1인 구간에서 카운팅을 하고, 0인 구간에서 카운팅하지 않는 것을 특징으로 하는 오버샘플링 방법을 적용한 베리어블 데이터 레이트 올 디지털 클록-데이터 복원 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    초기에 프리앰블 데이터가 인가될 경우 전달받는 프리앰블 카운터;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오버샘플링 방법을 적용한 베리어블 데이터 레이트 올 디지털 클록-데이터 복원 시스템.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 프리앰블 데이터의 라이징(Rising)에서 카운트하는 P_COUNT 신호가 10일 때 Lock이 0에서 1이 되는 것을 특징으로 하는 오버샘플링 방법을 적용한 베리어블 데이터 레이트 올 디지털 클록-데이터 복원 시스템.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 프리앰블 데이터에서 얻은 주파수 정보(n)가 D_COUNT 신호이고, COUNT_OUT 신호는 실제 데이터가 들어올 때 계속해서 카운팅되지 않고, n까지만 카운트 되도록 만들어 주는 신호이며, M_COUNT 신호는 상기 COUNT_OUT 신호가 n까지 카운트했을 때의 값인 것을 특징으로 하는 오버샘플링 방법을 적용한 베리어블 데이터 레이트 올 디지털 클록-데이터 복원 시스템.
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