JP3239543B2 - Phase comparison circuit - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光通信などに用いら
れ、データストリームからクロックを抽出するPLL(P
hase Locked Loop) などに適用される位相比較回路に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a PLL (Phase Locked Loop) for extracting a clock from a data stream, which is used for optical communication and the like.
The present invention relates to a phase comparison circuit applied to, for example, hase locked loop.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、たとえばNRZ(Non Return Zer
o;ノンリターンゼロ)のデータストリームからクロック
を抽出するPLLでは、微分器によってデータストリー
ムからエッジを抽出し、この信号を位相比較回路に入力
していた。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, NRZ (Non Return Zer
In a PLL that extracts a clock from a data stream of o (non-return zero), an edge is extracted from the data stream by a differentiator, and this signal is input to a phase comparison circuit.
【0003】図6は、従来のクロック抽出およびデータ
リタイミングシステムを示す構成図である。図6におい
て、DINはNRZのデータストリームからなる入力デー
タ、DOUTはリタイミングされた出力データ、CLK
OUT は出力クロック信号、1は微分器、2はPLL回
路、3はフリップフロップ、4は遅延回路をそれぞれ示
している。FIG. 6 is a block diagram showing a conventional clock extraction and data retiming system. In FIG. 6, D IN is input data consisting of an NRZ data stream, D OUT is retimed output data, CLK
OUT indicates an output clock signal, 1 indicates a differentiator, 2 indicates a PLL circuit, 3 indicates a flip-flop, and 4 indicates a delay circuit.
【0004】微分器1は遅延部DLYと排他的オアゲー
トEXORを主構成要素とし、PLL回路2は位相比較
回路PD、ローパスフィルタLPFおよび電圧制御発振
器VCO(Voltage Controled Oscillator)を主構成要
素としている。A differentiator 1 has a delay section DLY and an exclusive OR gate EXOR as main components, and a PLL circuit 2 has a phase comparison circuit PD, a low-pass filter LPF, and a voltage controlled oscillator VCO (Voltage Controlled Oscillator) as main components.
【0005】このような構成において、入力データDIN
は微分器1でエッジが抽出され、入力レートの倍のレー
トに変換されて、PLL回路2の位相比較回路PDに出
力される。位相比較回路PDでは、入力データと電圧制
御発振器VCOの抽出クロック信号CLKとの位相比較
が行われ、両者の位相差に応じた信号がローパスフィル
タLPFを介して電圧制御発振器VCOに入力される。
電圧制御発振器VCOでは、入力信号レベルに応じて発
振が行われ、入力データに同期したクロック信号CLK
が抽出される。抽出されたクロック信号CLKはクロッ
ク出力CLKOUT として出力されるとともに、フリップ
フロップ3のクロック入力端に入力される。In such a configuration, the input data D IN
Is extracted by the differentiator 1, converted into a rate twice as high as the input rate, and output to the phase comparison circuit PD of the PLL circuit 2. In the phase comparison circuit PD, the phase of the input data is compared with the extracted clock signal CLK of the voltage controlled oscillator VCO, and a signal corresponding to the phase difference between the two is input to the voltage controlled oscillator VCO via the low-pass filter LPF.
The voltage controlled oscillator VCO oscillates according to the input signal level, and generates a clock signal CLK synchronized with the input data.
Is extracted. The extracted clock signal CLK is output as a clock output CLK OUT and is input to a clock input terminal of the flip-flop 3.
【0006】フリップフロップ3のD入力には、遅延回
路4で、微分器1の遅延分の遅延作用を受けた入力デー
タが入力される。その結果、フリップフロップ3のQ出
力から、抽出されたクロック信号CLKによりリタイミ
ングされたデータDOUT が出力される。[0006] To the D input of the flip-flop 3, input data that has been delayed by the delay circuit 4 by the delay of the differentiator 1 is input. As a result, data D OUT retimed by the extracted clock signal CLK is output from the Q output of the flip-flop 3.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のシステムでは、微分器1の出力は入力データの
倍のレートとなることから、微分器1および位相比較回
路PDに高い帯域が要求され、これがクロック抽出シス
テムの動作周波数を律速していた。However, in the above-mentioned conventional system, since the output of the differentiator 1 is twice as high as the input data, a high bandwidth is required for the differentiator 1 and the phase comparator PD. This limited the operating frequency of the clock extraction system.
【0008】また、抽出したクロック信号CLKでデー
タをリタイミングするには、微分器1における遅延をキ
ャンセルする遅延回路4が必要であった。Further, in order to retime data with the extracted clock signal CLK, a delay circuit 4 for canceling a delay in the differentiator 1 is required.
【0009】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、データエッジ抽出のための微分
器が不要で、高い周波数での動作を可能とし、また、遅
延回路を用いることなくデータのリタイミングを実現で
きる位相比較回路を提供することにある。The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to eliminate the need for a differentiator for extracting data edges, to enable operation at a high frequency, and to use a delay circuit. It is another object of the present invention to provide a phase comparison circuit that can realize data retiming without using a phase comparator.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、一つの周波数を有し、互いに位相の異
なる多相のクロック信号をトリガとして共通のデータを
取り込むラッチ回路と、上記ラッチ回路において一のク
ロック信号で取り込まれたデータをその前後のクロック
信号で取り込まれたデータと比較してデータの位相とク
ロック信号の位相との不一致を検出する不一致検出回路
と、上記一のクロック信号をトリガとして取り込まれた
データとこの一のクロック信号の一つ前のクロック信号
をトリガとして取り込まれたデータとが不一致の場合に
は、データのエッジ近傍でデータを取り込む一のクロッ
ク信号の位相がデータの位相より遅れているものと判断
して、上記多相のクロック信号の位相を進める信号を出
力し、上記一のクロック信号をトリガとして取り込まれ
たデータとこの一のクロック信号の一つ後のクロック信
号をトリガとして取り込まれたデータとが不一致の場合
には、データのエッジ近傍でデータを取り込む一のクロ
ック信号の位相がデータの位相より進んでいるものと判
断して、上記多相のクロック信号の位相を遅らせる信号
を出力する回路とを有する。According to the present invention, there is provided a latch circuit which receives common data by using a multi-phase clock signal having a single frequency and different phases as a trigger. A mismatch detection circuit that compares data captured by one clock signal in a circuit with data captured by clock signals before and after the clock signal to detect a mismatch between a data phase and a clock signal phase.
And the above one clock signal was taken as a trigger
Data and clock signal before this one clock signal
When the data acquired by triggering
Is a clock that captures data near the edge of the data.
Judgment that the signal phase is behind the data phase
Output a signal that advances the phase of the multiphase clock signal.
And use the one clock signal as a trigger to capture
Data and the clock signal after this one clock signal.
Does not match the data acquired using the signal as a trigger
To capture data near the edge of the data.
The signal phase is determined to be ahead of the data phase.
Signal to delay the phase of the multi-phase clock signal
And a circuit for outputting the same .
【0011】また本発明では、上記一のクロック信号は
データのエッジ近傍でデータの取り込みを行うように設
定されている。In the present invention, the one clock signal is set so as to take in data near an edge of the data.
【0012】[0012]
【作用】本発明によれば、ラッチ回路において、互いに
位相の異なるクロック信号をトリガとして各クロック信
号毎に共通のデータが取り込まれる。そして、不一致検
出回路において、一のクロック信号をトリガとして取り
込まれたデータと、そのクロック信号に前後する2つの
クロック信号をトリガとして取り込まれたデータとの比
較がそれぞれ行われ、データの位相とクロックの位相と
が不一致であるか否かの検出が行われる。たとえば、基
本となる一のクロック信号をトリガとして取り込まれた
データとこの一のクロック信号の一つ前のクロック信号
をトリガとして取り込まれたデータとが不一致の場合に
は、データのエッジ近傍でデータを取り込む一のクロッ
ク信号の位相がデータの位相より遅れているものと判断
される。この場合には、クロック信号の位相を進める信
号を出力する。According to the present invention, in the latch circuit, common data is taken in for each clock signal, triggered by clock signals having different phases. Then, in the mismatch detection circuit, the data captured using one clock signal as a trigger and the data captured using two clock signals before and after the clock signal as triggers are compared, and the phase of the data and the clock are compared. Is detected whether or not the phase does not match. For example, if the data captured using one basic clock signal as a trigger and the data captured using the clock signal immediately before this one clock signal as a trigger do not match, the data near the data edge It is determined that the phase of one clock signal that captures the data is behind the phase of the data. In this case, a signal that advances the phase of the clock signal is output.
【0013】これに対して、基本となる一のクロック信
号をトリガとして取り込まれたデータとこの一のクロッ
ク信号の一つ後のクロック信号をトリガとして取り込ま
れたデータとが不一致の場合には、データのエッジ近傍
でデータを取り込む一のクロック信号の位相がデータの
位相より進んでいるものと判断される。この場合には、
クロック信号の位相を遅らせる信号を出力する。On the other hand, if the data captured using one basic clock signal as a trigger and the data captured using the next clock signal after the one clock signal as a trigger do not match, It is determined that the phase of one clock signal for capturing data near the edge of the data is ahead of the phase of the data. In this case,
A signal for delaying the phase of the clock signal is output.
【0014】[0014]
【実施例】図1は本発明に係る位相比較回路の一実施例
を示す回路図、図2は図1の回路における各部の入出力
を示すタイミングチャートである。本実施例は、8相の
クロック信号とデータとの位相差を検出する回路例を示
している。図1において、10はラッチ回路、20は不
一致検出回路、30はアップ・ダウン信号生成回路、4
0はアップ・ダウン信号出力回路をそれぞれ示してい
る。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a phase comparison circuit according to the present invention, and FIG. 2 is a timing chart showing input / output of each part in the circuit of FIG. This embodiment shows an example of a circuit for detecting a phase difference between an 8-phase clock signal and data. In FIG. 1, 10 is a latch circuit, 20 is a mismatch detection circuit, 30 is an up / down signal generation circuit,
0 indicates an up / down signal output circuit.
【0015】ラッチ回路10は、並列に配列された8個
のD型のフリップフロップFF1〜FF8により構成さ
れており、互いに位相の異なる8相のクロック信号CK
0〜CK7をトリガとして共通の入力データDINを取り
込む。The latch circuit 10 is composed of eight D-type flip-flops FF1 to FF8 arranged in parallel, and eight-phase clock signals CK having different phases from each other.
The common input data D IN is captured by using 0 to CK7 as a trigger.
【0016】各フリップフロップFF1〜FF8は、D
入力がNRZのデータストリームからなる入力データD
INの共通入力ラインに接続され、各CK入力が各々位相
が45°異なる、図2に示すような、クロック信号CK
0〜CK7の入力ラインにそれぞれ接続されている。具
体的には、フリップフロップFF1のCK入力がクロッ
ク信号CK0の入力ラインに、フリップフロップFF2
のCK入力がクロック信号CK1の入力ラインに、フリ
ップフロップFF3のCK入力がクロック信号CK2の
入力ラインに、フリップフロップFF4のCK入力がク
ロック信号CK3の入力ラインに、フリップフロップF
F5のCK入力がクロック信号CK4の入力ラインに、
フリップフロップFF6のCK入力がクロック信号CK
5の入力ラインに、フリップフロップFF7のCK入力
がクロック信号CK6の入力ラインに、フリップフロッ
プFF8のCK入力がクロック信号CK7の入力ライン
にそれぞれ接続されている。Each of the flip-flops FF1 to FF8 has a D
Input data D consisting of a data stream whose input is NRZ
The clock signal CK, as shown in FIG. 2, connected to the common input line of IN and each CK input is 45 ° out of phase.
0 to CK7. Specifically, the CK input of the flip-flop FF1 is connected to the input line of the clock signal CK0,
CK input of the flip-flop FF3 to the input line of the clock signal CK2, the CK input of the flip-flop FF4 to the input line of the clock signal CK3, the flip-flop F
The CK input of F5 is connected to the input line of the clock signal CK4,
The CK input of the flip-flop FF6 is the clock signal CK.
5, the CK input of the flip-flop FF7 is connected to the input line of the clock signal CK6, and the CK input of the flip-flop FF8 is connected to the input line of the clock signal CK7.
【0017】フリップフロップFF1〜FF8は、D入
力に入力した共通の入力データをそれぞれ位相が45°
異なるクロック信号CK0〜CK7をトリガとしてデー
タを取り込み、Q出力からデータDT0〜DT7を出力
する。このときの各クロック信号CK0〜CK7のタイ
ミングは、図2に示すように、クロック信号CK0,
2,4,6はNRZ信号のエッジとエッジの中央で、ク
ロック信号CK1,3,5,7はエッジ付近でデータを
取り込むように調整される。The flip-flops FF1 to FF8 convert the common input data input to the D input to a phase of 45 °.
Data is fetched using different clock signals CK0 to CK7 as triggers, and data DT0 to DT7 are output from the Q output. The timing of each of the clock signals CK0 to CK7 at this time is, as shown in FIG.
2, 4, 6 are adjusted so as to take in data near the edges of the NRZ signal, and the clock signals CK1, 3, 5, 7 are taken in near the edges.
【0018】不一致検出回路20は、2入力の排他的ノ
アゲートEXNOR1〜EXNOR8により構成され、
奇数の符号を付したクロック信号CK1,3,5,7で
取り込んだデータと各々に前後する偶数の符号を付した
クロック信号CK0,2,4,6で取り込んだデータと
を比較してそれらの不一致を検出する。The non-coincidence detecting circuit 20 comprises two-input exclusive NOR gates EXNOR1 to EXNOR8.
The data fetched by the odd-numbered clock signals CK1, CK3, CK5 and CK7 is compared with the data fetched by the even-numbered clock signals CK0, 2, 4, and 6 before and after each of them. Detect mismatch.
【0019】排他的ノアゲートEXNOR1の一方の入
力はラッチ回路10のフリップフロップFF1のQ出力
に接続され、他方の入力はフリップフロップFF2のQ
出力に接続されている。排他的ノアゲートEXNOR2
の一方の入力はラッチ回路10のフリップフロップFF
2のQ出力に接続され、他方の入力はフリップフロップ
FF3のQ出力に接続されている。排他的ノアゲートE
XNOR3の一方の入力はラッチ回路10のフリップフ
ロップFF3のQ出力に接続され、他方の入力はフリッ
プフロップFF4のQ出力に接続されている。排他的ノ
アゲートEXNOR4の一方の入力はラッチ回路10の
フリップフロップFF4のQ出力に接続され、他方の入
力はフリップフロップFF5のQ出力に接続されてい
る。排他的ノアゲートEXNOR5の一方の入力はラッ
チ回路10のフリップフロップFF5のQ出力に接続さ
れ、他方の入力はフリップフロップFF6のQ出力に接
続されている。排他的ノアゲートEXNOR6の一方の
入力はラッチ回路10のフリップフロップFF6のQ出
力に接続され、他方の入力はフリップフロップFF7の
Q出力に接続されている。排他的ノアゲートEXNOR
7の一方の入力はラッチ回路10のフリップフロップF
F7のQ出力に接続され、他方の入力はフリップフロッ
プFF8のQ出力に接続されている。排他的ノアゲート
EXNOR8の一方の入力はラッチ回路10のフリップ
フロップFF8のQ出力に接続され、他方の入力はフリ
ップフロップFF1のQ出力に接続されている。One input of the exclusive NOR gate EXNOR1 is connected to the Q output of the flip-flop FF1 of the latch circuit 10, and the other input is connected to the Q output of the flip-flop FF2.
Connected to output. Exclusive NOR gate EXNOR2
Is input to the flip-flop FF of the latch circuit 10.
2 and the other input is connected to the Q output of flip-flop FF3. Exclusive NOR gate E
One input of XNOR3 is connected to the Q output of flip-flop FF3 of latch circuit 10, and the other input is connected to the Q output of flip-flop FF4. One input of the exclusive NOR gate EXNOR4 is connected to the Q output of the flip-flop FF4 of the latch circuit 10, and the other input is connected to the Q output of the flip-flop FF5. One input of the exclusive NOR gate EXNOR5 is connected to the Q output of the flip-flop FF5 of the latch circuit 10, and the other input is connected to the Q output of the flip-flop FF6. One input of the exclusive NOR gate EXNOR6 is connected to the Q output of the flip-flop FF6 of the latch circuit 10, and the other input is connected to the Q output of the flip-flop FF7. Exclusive NOR gate EXNOR
7 is connected to the flip-flop F of the latch circuit 10.
The other input is connected to the Q output of the flip-flop FF8. One input of the exclusive NOR gate EXNOR8 is connected to the Q output of the flip-flop FF8 of the latch circuit 10, and the other input is connected to the Q output of the flip-flop FF1.
【0020】これら排他的ノアゲートEXNOR1〜8
は、クロック信号CK0〜CK7をトリガとして取り込
まれたデータDT0〜DT7のうち、互いに隣接するク
ロック信号で取り込まれた2つのデータ同士を比較して
不一致であるか否かを検出し、不一致の場合にはローレ
ベルの不一致信号IN0〜IN7をアップ・ダウン信号
生成回路30に出力する。各排他的ノアゲートEXNO
R1〜8から出力されるローレベルの不一致信号IN0
〜IN7は、以下に説明するように、データの進みまた
は遅れを示す。These exclusive NOR gates EXNOR1 to EXNOR8
Of two data DT0 to DT7 captured by the clock signals CK0 to CK7 as triggers, comparing two data captured by clock signals adjacent to each other to detect whether or not the two data are mismatched. Outputs the low-level mismatch signals IN0 to IN7 to the up / down signal generation circuit 30. Each exclusive NOR gate EXNO
Low-level mismatch signal IN0 output from R1 to R8
ININ7 indicates the advance or delay of the data as described below.
【0021】すなわち、上述したように、クロック信号
CK0,2,4,6はNRZ信号のエッジとエッジの中
央で、クロック信号CK1,3,5,7はエッジ付近で
データを取り込むように調整されていることから、図2
に示すように、クロック信号CK1付近でNRZデータ
が反転した場合に、クロック信号CK1がデータのエッ
ジより速ければクロック信号CK1でフリップフロップ
FF2に取り込んだデータDT1は、クロック信号CK
2でフリップフロップFF3に取り込んだデータDT2
と不一致になる。逆に、クロック信号CK1がデータエ
ッジより遅ければデータDT1はクロック信号CK0で
フリップフロップFF0に取り込んだデータDT0と不
一致になる。NRZデータが反転しないときは、データ
DT0,DT1,DT2はすべて一致する。したがっ
て、データDT1とデータDT2との不一致はクロック
エッジのデータエッジに対する進みを、データDT1と
データDT0との不一致はクロックエッジのデータエッ
ジに対する遅れを検出したことになり、これらのとき
に、排他的ノアゲートEXNOR1またはEXNOR2
からローレベルの不一致信号IN0,IN1が出力され
る。排他的ノアゲートEXNOR1またはEXNOR2
のローレベル出力は、クロック信号CK2が立ち上がっ
てデータDT2が確定し、そのローレベル出力が確定し
てから次にクロック信号CK0が立ち上がるまで有効で
ある。That is, as described above, the clock signals CK0, CK2, CK4, and CK6 are adjusted so as to take in data near the edges of the NRZ signal and the clock signals CK1, CK3, CK5, and CK7 near the edges. Figure 2
As shown in the figure, when the NRZ data is inverted near the clock signal CK1, if the clock signal CK1 is faster than the data edge, the data DT1 fetched into the flip-flop FF2 by the clock signal CK1 becomes the clock signal CK.
2, the data DT2 captured in the flip-flop FF3
Will not match. Conversely, if the clock signal CK1 is later than the data edge, the data DT1 does not match the data DT0 captured by the flip-flop FF0 with the clock signal CK0. When the NRZ data is not inverted, the data DT0, DT1, and DT2 all match. Therefore, a mismatch between the data DT1 and the data DT2 detects the advance of the clock edge with respect to the data edge, and a mismatch between the data DT1 and the data DT0 detects a delay of the clock edge with respect to the data edge. NOR gate EXNOR1 or EXNOR2
Output low level mismatch signals IN0 and IN1. Exclusive NOR gate EXNOR1 or EXNOR2
Is valid until the clock signal CK2 rises, the data DT2 is determined, and after the low-level output is determined, the clock signal CK0 rises next time.
【0022】同様に、クロック信号CK3付近でNRZ
データが反転した場合に、クロック信号CK3がデータ
のエッジより速ければクロック信号CK3でフリップフ
ロップFF4に取り込んだデータDT3は、クロック信
号CK4でフリップフロップFF5に取り込んだデータ
DT4と不一致になる。逆に、クロック信号CK3がデ
ータエッジより遅ければデータDT3はクロック信号C
K2でフリップフロップFF3に取り込んだデータDT
2と不一致になる。NRZデータが反転しないときは、
データDT2,DT3,DT4はすべて一致する。した
がって、データDT3とデータDT4との不一致はクロ
ックエッジのデータエッジに対する進みを、データDT
3とデータDT2との不一致はクロックエッジのデータ
エッジに対する遅れを検出したことになり、これらのと
きに、排他的ノアゲートEXNOR3またはEXNOR
4からローレベルの不一致信号IN2,IN3が出力さ
れる。排他的ノアゲートEXNOR3またはEXNOR
4のローレベル出力は、クロック信号CK4が立ち上が
ってデータDT4が確定し、そのローレベル出力が確定
してから次にクロック信号CK2が立ち上がるまで有効
である。Similarly, NRZ near the clock signal CK3
When the data is inverted, if the clock signal CK3 is faster than the data edge, the data DT3 captured by the flip-flop FF4 with the clock signal CK3 does not match the data DT4 captured by the flip-flop FF5 with the clock signal CK4. Conversely, if the clock signal CK3 is later than the data edge, the data DT3 is
Data DT taken into flip-flop FF3 by K2
No match with 2. When the NRZ data is not inverted,
Data DT2, DT3, and DT4 all match. Therefore, the mismatch between the data DT3 and the data DT4 leads the clock edge to the data edge,
3 and the data DT2 indicate that a delay of the clock edge with respect to the data edge has been detected. At these times, the exclusive NOR gate EXNOR3 or EXNOR
4 output low-level mismatch signals IN2 and IN3. Exclusive NOR gate EXNOR3 or EXNOR
The low-level output of No. 4 is valid until the clock signal CK4 rises and the data DT4 is determined and the low-level output is determined and then the clock signal CK2 rises next.
【0023】クロック信号CK5付近でNRZデータが
反転した場合に、クロック信号CK5がデータのエッジ
より速ければクロック信号CK5でフリップフロップF
F6に取り込んだデータDT5は、クロック信号CK6
でフリップフロップFF7に取り込んだデータDT6と
不一致になる。逆に、クロック信号CK5がデータエッ
ジより遅ければデータDT5はクロック信号CK4でフ
リップフロップFF5に取り込んだデータDT4と不一
致になる。NRZデータが反転しないときは、データD
T4,DT5,DT6はすべて一致する。したがって、
データDT5とデータDT6との不一致はクロックエッ
ジのデータエッジに対する進みを、データDT5とデー
タDT4との不一致はクロックエッジのデータエッジに
対する遅れを検出したことになり、これらのときに、排
他的ノアゲートEXNOR4またはEXNOR5からロ
ーレベルの不一致信号IN4,IN5が出力される。排
他的ノアゲートEXNOR5またはEXNOR6のロー
レベル出力は、クロック信号CK6が立ち上がってデー
タDT6が確定し、そのローレベル出力が確定してから
次にクロック信号CK4が立ち上がるまで有効である。When the NRZ data is inverted near the clock signal CK5, and the clock signal CK5 is faster than the data edge, the flip-flop F is used by the clock signal CK5.
The data DT5 captured in F6 is a clock signal CK6
The data does not match with the data DT6 taken into the flip-flop FF7. Conversely, if the clock signal CK5 is later than the data edge, the data DT5 will not match the data DT4 captured by the clock signal CK4 into the flip-flop FF5. When the NRZ data is not inverted, the data D
T4, DT5, and DT6 all match. Therefore,
A mismatch between the data DT5 and the data DT6 detects the advance of the clock edge with respect to the data edge, and a mismatch between the data DT5 and the data DT4 detects a delay with respect to the clock edge, and in these cases, the exclusive NOR gate EXNOR4 Alternatively, low level mismatch signals IN4 and IN5 are output from EXNOR5. The low level output of the exclusive NOR gate EXNOR5 or EXNOR6 is valid until the clock signal CK6 rises and the data DT6 is determined, and after the low level output is determined, the clock signal CK4 next rises.
【0024】クロック信号CK7付近でNRZデータが
反転した場合に、クロック信号CK7がデータのエッジ
より速ければクロック信号CK7でフリップフロップF
F8に取り込んだデータDT7は、クロック信号CK0
でフリップフロップFF1に取り込んだデータDT0と
不一致になる。逆に、クロック信号CK7がデータエッ
ジより遅ければデータDT7はクロック信号CK6でフ
リップフロップFF7に取り込んだデータDT6と不一
致になる。NRZデータが反転しないときは、データD
T6,DT7,DT0はすべて一致する。したがって、
データDT7とデータDT0との不一致はクロックエッ
ジのデータエッジに対する進みを、データDT7とデー
タDT6との不一致はクロックエッジのデータエッジに
対する遅れを検出したことになり、これらのときに、排
他的ノアゲートEXNOR6またはEXNOR7からロ
ーレベルの不一致信号IN6,IN7が出力される。排
他的ノアゲートEXNOR7またはEXNOR8のロー
レベル出力は、クロック信号CK0が立ち上がってデー
タDT0が確定し、そのローレベル出力が確定してから
次にクロック信号CK6が立ち上がるまで有効である。When the NRZ data is inverted near the clock signal CK7, and the clock signal CK7 is faster than the data edge, the flip-flop F is used by the clock signal CK7.
The data DT7 taken into F8 is the clock signal CK0
And the data DT0 captured by the flip-flop FF1 does not match. Conversely, if the clock signal CK7 is later than the data edge, the data DT7 does not match the data DT6 captured by the flip-flop FF7 with the clock signal CK6. When the NRZ data is not inverted, the data D
T6, DT7, and DT0 all match. Therefore,
A mismatch between the data DT7 and the data DT0 indicates that the clock edge has advanced with respect to the data edge, and a mismatch between the data DT7 and the data DT6 has detected a delay with respect to the clock edge, and in these cases, the exclusive NOR gate EXNOR6 Alternatively, the low level mismatch signals IN6 and IN7 are output from EXNOR7. The low level output of the exclusive NOR gate EXNOR7 or EXNOR8 is valid until the clock signal CK0 rises and the data DT0 is determined, and after the low level output is determined, the clock signal CK6 rises next time.
【0025】アップ・ダウン信号生成回路30は、3入
力ノアゲートNOR1〜NOR8により構成され、ノア
ゲートNOR1,NOR3,NOR5,NOR7は遅れ
の検出を示すアップ信号UP1,UP3,UP5,UP
7を生成してアップ・ダウン信号出力回路40に出力
し、ノアゲートNOR2,NOR4,NOR6,NOR
8は進みの検出を示すダウン信号DN1,DN3,DN
5,DN7を生成してアップ・ダウン信号出力回路40
に出力する。The up / down signal generating circuit 30 comprises three-input NOR gates NOR1 to NOR8, and NOR gates NOR1, NOR3, NOR5 and NOR7 are provided with up signals UP1, UP3, UP5 and UP indicating detection of delay.
7 is output to the up / down signal output circuit 40, and NOR gates NOR2, NOR4, NOR6, NOR6 are generated.
8 is a down signal DN1, DN3, DN indicating the detection of advance.
5, DN7 to generate up / down signal output circuit 40
Output to
【0026】ノアゲートNOR1の一入力は不一致検出
回路20の排他的ノアゲートEXNOR1の出力に接続
され、他の2入力はクロック信号CK0およびCK6の
入力ラインにそれぞれ接続されている。すなわち、ノア
ゲートNOR1は、図2に示すように、排他的ノアゲー
トEXNOR1の出力がローレベルで、クロック信号C
K0およびCK6が共にローレベルの期間のみ、クロッ
クの遅れによる不一致検出を示すアップ信号UP1をハ
イレベルで出力する。One input of the NOR gate NOR1 is connected to the output of the exclusive NOR gate EXNOR1 of the mismatch detecting circuit 20, and the other two inputs are connected to input lines of the clock signals CK0 and CK6, respectively. That is, as shown in FIG. 2, the NOR gate NOR1 has the output of the exclusive NOR gate EXNOR1 at the low level and the clock signal C
Only during a period when both K0 and CK6 are at a low level, an up signal UP1 indicating a mismatch detection due to a clock delay is output at a high level.
【0027】ノアゲートNOR2の一入力は不一致検出
回路20の排他的ノアゲートEXNOR2の出力に接続
され、他の2入力はクロック信号CK0およびCK6の
入力ラインにそれぞれ接続されている。すなわち、ノア
ゲートNOR2は、図2に示すように、排他的ノアゲー
トEXNOR2の出力がローレベルで、クロック信号C
K0およびCK6が共にローレベルの期間のみ、クロッ
クの進みによる不一致検出を示すダウン信号DN1をハ
イレベルで出力する。One input of the NOR gate NOR2 is connected to the output of the exclusive NOR gate EXNOR2 of the mismatch detecting circuit 20, and the other two inputs are connected to input lines of the clock signals CK0 and CK6, respectively. That is, as shown in FIG. 2, the output of the exclusive NOR gate EXNOR2 is at the low level, and the NOR gate NOR2 outputs the clock signal C.
Only during a period when both K0 and CK6 are at a low level, a down signal DN1 indicating a mismatch detection due to the advance of the clock is output at a high level.
【0028】ノアゲートNOR3の一入力は不一致検出
回路20の排他的ノアゲートEXNOR3の出力に接続
され、他の2入力はクロック信号CK0およびCK2の
入力ラインにそれぞれ接続されている。すなわち、ノア
ゲートNOR3は、図2に示すように、排他的ノアゲー
トEXNOR3の出力がローレベルで、クロック信号C
K0およびCK2が共にローレベルの期間のみ、クロッ
クの遅れによる不一致検出を示すアップ信号UP3をハ
イレベルで出力する。One input of the NOR gate NOR3 is connected to the output of the exclusive NOR gate EXNOR3 of the mismatch detecting circuit 20, and the other two inputs are connected to the input lines of the clock signals CK0 and CK2, respectively. That is, as shown in FIG. 2, the NOR gate NOR3 has the output of the exclusive NOR gate EXNOR3 at low level and the clock signal C
Only during a period when both K0 and CK2 are at a low level, an up signal UP3 indicating a mismatch detection due to a clock delay is output at a high level.
【0029】ノアゲートNOR4の一入力は不一致検出
回路20の排他的ノアゲートEXNOR4の出力に接続
され、他の2入力はクロック信号CK0およびCK2の
入力ラインにそれぞれ接続されている。すなわち、ノア
ゲートNOR4は、図2に示すように、排他的ノアゲー
トEXNOR4の出力がローレベルで、クロック信号C
K0およびCK2が共にローレベルの期間のみ、クロッ
クの進みによる不一致検出を示すダウン信号DN3をハ
イレベルで出力する。One input of the NOR gate NOR4 is connected to the output of the exclusive NOR gate EXNOR4 of the mismatch detecting circuit 20, and the other two inputs are connected to the input lines of the clock signals CK0 and CK2, respectively. That is, as shown in FIG. 2, the output of the exclusive NOR gate EXNOR4 is at the low level, and the NOR gate NOR4 outputs the clock signal C
Only during a period when both K0 and CK2 are at a low level, a down signal DN3 indicating a mismatch detection due to the advance of the clock is output at a high level.
【0030】ノアゲートNOR5の一入力は不一致検出
回路20の排他的ノアゲートEXNOR5の出力に接続
され、他の2入力はクロック信号CK2およびCK4の
入力ラインにそれぞれ接続されている。すなわち、ノア
ゲートNOR5は、図2に示すように、排他的ノアゲー
トEXNOR5の出力がローレベルで、クロック信号C
K2およびCK4が共にローレベルの期間のみ、クロッ
クの遅れによる不一致検出を示すアップ信号UP5をハ
イレベルで出力する。One input of the NOR gate NOR5 is connected to the output of the exclusive NOR gate EXNOR5 of the mismatch detecting circuit 20, and the other two inputs are connected to input lines of the clock signals CK2 and CK4, respectively. That is, as shown in FIG. 2, the output of the exclusive NOR gate EXNOR5 is at the low level, and the NOR gate NOR5 outputs the clock signal C
Only during a period when both K2 and CK4 are at a low level, an up signal UP5 indicating a mismatch detection due to a clock delay is output at a high level.
【0031】ノアゲートNOR6の一入力は不一致検出
回路20の排他的ノアゲートEXNOR6の出力に接続
され、他の2入力はクロック信号CK2およびCK4の
入力ラインにそれぞれ接続されている。すなわち、ノア
ゲートNOR6は、図2に示すように、排他的ノアゲー
トEXNOR6の出力がローレベルで、クロック信号C
K2およびCK4が共にローレベルの期間のみ、クロッ
クの進みによる不一致検出を示すダウン信号DN5をハ
イレベルで出力する。One input of the NOR gate NOR6 is connected to the output of the exclusive NOR gate EXNOR6 of the mismatch detecting circuit 20, and the other two inputs are connected to input lines of the clock signals CK2 and CK4, respectively. That is, as shown in FIG. 2, the NOR gate NOR6 outputs the clock signal C when the output of the exclusive NOR gate EXNOR6 is at a low level.
Only during a period when both K2 and CK4 are at a low level, a down signal DN5 indicating a mismatch detection due to the advance of the clock is output at a high level.
【0032】ノアゲートNOR7の一入力は不一致検出
回路20の排他的ノアゲートEXNOR7の出力に接続
され、他の2入力はクロック信号CK4およびCK6の
入力ラインにそれぞれ接続されている。すなわち、ノア
ゲートNOR7は、図2に示すように排他的ノアゲート
EXNOR7の出力がローレベルで、クロック信号CK
4およびCK6が共にローレベルの期間のみ、クロック
の遅れによる不一致検出を示すアップ信号UP7をハイ
レベルで出力する。One input of the NOR gate NOR7 is connected to the output of the exclusive NOR gate EXNOR7 of the mismatch detecting circuit 20, and the other two inputs are connected to input lines of the clock signals CK4 and CK6, respectively. That is, as shown in FIG. 2, the NOR gate NOR7 has the output of the exclusive NOR gate EXNOR7 at the low level and the clock signal CK.
4 and CK6 output an up signal UP7 at a high level indicating a mismatch detection due to a clock delay only during a low level period.
【0033】ノアゲートNOR8の一入力は不一致検出
回路20の排他的ノアゲートEXNOR8の出力に接続
され、他の2入力は、クロック信号CK4およびCK6
の入力ラインにそれぞれ接続されている。すなわち、ノ
アゲートNOR8は、図2に示すように排他的ノアゲー
トEXNOR8の出力がローレベルで、クロック信号C
K4およびCK6が共にローレベルの期間のみ、クロッ
クの進みによる不一致検出を示すダウン信号DN7をハ
イレベルで出力する。One input of NOR gate NOR8 is connected to the output of exclusive NOR gate EXNOR8 of mismatch detecting circuit 20, and the other two inputs are clock signals CK4 and CK6.
Are connected respectively to the input lines. That is, as shown in FIG. 2, the NOR gate NOR8 has the output of the exclusive NOR gate EXNOR8 at the low level and the clock signal C
Only during the period when both K4 and CK6 are at the low level, the down signal DN7 indicating the mismatch detection due to the advance of the clock is output at the high level.
【0034】図3は、以上に説明した、奇数の符号を付
したクロック信号CK1,3,5,7で取り込んだデー
タDT1,DT3,DT5,DT7および各々に前後す
る偶数の符号を付したクロック信号CK0,2,4,6
で取り込んだデータDT0およびDT2、データDT2
およびDT4、データDT4およびデータDT6、DT
6およびDT0の不一致検出回路20への入力レベル
と、アップ信号UP1およびダウン信号DN1、アップ
信号UP3およびダウン信号DN3、アップ信号UP5
およびダウン信号DN5、アップ信号UP7およびダウ
ン信号DN7の出力レベルとの関係を示している。FIG. 3 shows the data DT1, DT3, DT5, DT7 fetched by the odd-numbered clock signals CK1, 3, 5, 7 described above and the even-numbered clocks before and after each of them. Signals CK0,2,4,6
Data DT0 and DT2, data DT2
And DT4, data DT4 and data DT6, DT
6 and DT0 to the mismatch detection circuit 20, the up signal UP1, the down signal DN1, the up signal UP3, the down signal DN3, and the up signal UP5.
And the relationship between the output levels of the down signal DN5, the up signal UP7 and the down signal DN7.
【0035】たとえば、図3(a)に示すように、デー
タDT0およびデータDT1がローレベ「L」(または
ハイレベル「H」)で、データDT2がハイレベル
「H」(またはローレベル「L」)の場合には、クロッ
ク信号CK1がデータエッジより速くデータDT1とデ
ータDT2とが不一致になったものとして、クロック信
号CKの位相を遅らせるためのダウン信号DN1がハイ
レベルに設定される。これに対して、データDT0がロ
ーレベ「L」(またはハイレベル「H」)で、データD
T1およびデータDT2がハイレベル「H」(またはロ
ーレベル「L」)の場合には、クロック信号CK1がデ
ータエッジより遅くデータDT1とデータDT0とが不
一致になったものとして、クロック信号CKの位相を進
めるためのアップ信号UP1がハイレベルに設定され
る。また、データDT0,DT1およびDT2の全てが
ローレベル「L」(またはハイベル「H」)の場合に
は、データが反転せず全て一致しているものとしてアッ
プ信号UP1およびダウン信号DN1がローレベルに設
定される。For example, as shown in FIG. 3A, data DT0 and data DT1 are at low level "L" (or high level "H"), and data DT2 is at high level "H" (or low level "L"). In the case of), the down signal DN1 for delaying the phase of the clock signal CK is set to a high level on the assumption that the data DT1 and the data DT2 have become inconsistent with each other earlier than the data edge of the clock signal CK1. On the other hand, when the data DT0 is at the low level “L” (or high level “H”) and the data D
When T1 and data DT2 are at the high level “H” (or low level “L”), it is determined that the clock signal CK1 is later than the data edge and the data DT1 and the data DT0 become inconsistent, and the phase of the clock signal CK is Is set to a high level. When all of the data DT0, DT1, and DT2 are at the low level "L" (or the high level "H"), it is assumed that the data does not invert and all match, and the up signal UP1 and the down signal DN1 are at the low level. Is set to
【0036】また、図3(b)に示すように、データD
T2およびデータDT3がローレベ「L」(またはハイ
レベル「H」)で、データDT4がハイレベル「H」
(またはローレベル「L」)の場合には、クロック信号
CK3がデータエッジより速くデータDT3とデータD
T4とが不一致になったものとして、クロック信号CK
の位相を遅らせるためのダウン信号DN3がハイレベル
に設定される。これに対して、データDT2がローレベ
「L」(またはハイレベル「H」)で、データDT3お
よびデータDT4がハイレベル「H」(またはローレベ
ル「L」)の場合には、クロック信号CK3がデータエ
ッジより遅くデータDT3とデータDT2とが不一致に
なったものとして、クロック信号CKの位相を進めるた
めのアップ信号UP3がハイレベルに設定される。ま
た、データDT2,DT3およびDT4の全てがローレ
ベル「L」(またはハイベル「H」)の場合には、デー
タが反転せず全て一致しているものとしてアップ信号U
P3およびダウン信号DN3がローレベルに設定され
る。Further, as shown in FIG.
T2 and data DT3 are low level "L" (or high level "H"), and data DT4 is high level "H".
(Or the low level "L"), the clock signal CK3 outputs the data DT3 and the data D
Assuming that T4 does not match the clock signal CK
Down signal DN3 for delaying the phase is set to a high level. On the other hand, when the data DT2 is at the low level “L” (or high level “H”) and the data DT3 and data DT4 are at the high level “H” (or low level “L”), the clock signal CK3 is Assuming that the data DT3 and the data DT2 have become inconsistent later than the data edge, the up signal UP3 for advancing the phase of the clock signal CK is set to a high level. When all of the data DT2, DT3, and DT4 are at the low level "L" (or the high level "H"), it is determined that the data does not invert and all match, and the up signal U
P3 and the down signal DN3 are set to low level.
【0037】また、図3(c)に示すように、データD
T4およびデータDT5がローレベ「L」(またはハイ
レベル「H」)で、データDT6がハイレベル「H」
(またはローレベル「L」)の場合には、クロック信号
CK5がデータエッジより速くデータDT5とデータD
T6とが不一致になったものとして、クロック信号CK
の位相を遅らせるためのダウン信号DN5がハイレベル
に設定される。これに対して、データDT4がローレベ
「L」(またはハイレベル「H」)で、データDT5お
よびデータDT6がハイレベル「H」(またはローレベ
ル「L」)の場合には、クロック信号CK5がデータエ
ッジより遅くデータDT5とデータDT4とが不一致に
なったものとして、クロック信号CKの位相を進めるた
めのアップ信号UP5がハイレベルに設定される。ま
た、データDT4,DT5およびDT6の全てがローレ
ベル「L」(またはハイベル「H」)の場合には、デー
タが反転せず全て一致しているものとしてアップ信号U
P5およびダウン信号DN5がローレベルに設定され
る。As shown in FIG. 3C, the data D
T4 and data DT5 are low level "L" (or high level "H"), and data DT6 is high level "H".
(Or the low level "L"), the clock signal CK5 outputs data DT5 and data D faster than the data edge.
Assuming that T6 does not match, the clock signal CK
Down signal DN5 for delaying the phase of is set to a high level. On the other hand, when the data DT4 is at the low level “L” (or high level “H”) and the data DT5 and DT6 are at the high level “H” (or low level “L”), the clock signal CK5 is Assuming that the data DT5 and the data DT4 have become inconsistent later than the data edge, the up signal UP5 for advancing the phase of the clock signal CK is set to a high level. When all of the data DT4, DT5 and DT6 are at the low level "L" (or the high level "H"), it is determined that the data is not inverted and all the data coincide, and the up signal U
P5 and the down signal DN5 are set to low level.
【0038】また、図3(d)に示すように、データD
T6およびデータDT7がローレベ「L」(またはハイ
レベル「H」)で、データDT0がハイレベル「H」
(またはローレベル「L」)の場合には、クロック信号
CK7がデータエッジより速くデータDT7とデータD
T0とが不一致になったとものとして、クロック信号C
Kの位相を遅らせるためのダウン信号DN7がハイレベ
ルに設定される。これに対して、データDT6がローレ
ベ「L」(またはハイレベル「H」)で、データDT7
およびデータDT0がハイレベル「H」(またはローレ
ベル「L」)の場合には、クロック信号CK7がデータ
エッジより遅くデータDT7とデータDT6とが不一致
になったとものとして、クロック信号CKの位相を進め
るためのアップ信号UP7がハイレベルに設定される。
また、データDT6,DT7およびDT0の全てがロー
レベル「L」(またはハイベル「H」)の場合には、デ
ータが反転せず全て一致しているものとしてアップ信号
UP7およびダウン信号DN7がローレベルに設定され
る。Further, as shown in FIG.
T6 and data DT7 are low level "L" (or high level "H"), and data DT0 is high level "H".
(Or the low level “L”), the clock signal CK7 outputs the data DT7 and the data D
Assuming that T0 does not match, the clock signal C
The down signal DN7 for delaying the phase of K is set to a high level. On the other hand, when the data DT6 is low level “L” (or high level “H”) and the data DT7
If the data DT0 is at the high level “H” (or low level “L”), it is determined that the clock signal CK7 is later than the data edge and the data DT7 and the data DT6 are not coincident, and the phase of the clock signal CK is changed. The up signal UP7 for proceeding is set to a high level.
If all of the data DT6, DT7 and DT0 are at the low level "L" (or the high level "H"), the data is not inverted and all of the data DT6, DT7 and DT0 match and the up signal UP7 and the down signal DN7 are at the low level. Is set to
【0039】アップ・ダウン信号出力回路40は、4入
力のオアゲートOR1およびOR2により構成されてお
り、アップ・ダウン信号生成回路30の出力を受けて、
クロック信号CKの位相を進めるためのアップ信号UP
またはクロック信号CKの位相を遅らせるためのダウン
信号DNを出力する。The up / down signal output circuit 40 is composed of four input OR gates OR1 and OR2, and receives the output of the up / down signal generation circuit 30,
Up signal UP for advancing the phase of clock signal CK
Alternatively, a down signal DN for delaying the phase of the clock signal CK is output.
【0040】オアゲートOR1の4入力はアップ・ダウ
ン信号生成回路30のノアゲートNOR1,NOR3,
NOR5,NOR7の出力にそれぞれ接続され、これら
ノアゲートNOR1,NOR3,NOR5,NOR7の
出力信号UP1,UP3,UP5,UP7の論理和をと
りアップ信号UPとして出力する。The four inputs of the OR gate OR1 are the NOR gates NOR1, NOR3, NOR3 of the up / down signal generation circuit 30.
The NOR gates NOR5, NOR3, NOR5, NOR5, NOR5, NOR5, NOR5, NOR5, NOR5, NOR5, NOR7, NOR5, NOR5, NOR5, NOR5, NOR7, NOR7, NOR5, NOR5, NOR7, and NOR7 output signals UP1, UP3, UP5, and UP7.
【0041】オアゲートOR2の4入力はアップ・ダウ
ン信号生成回路30のノアゲートNOR2,NOR4,
NOR6,NOR8の出力にそれぞれ接続され、これら
ノアゲートNOR2,NOR4,NOR6,NOR8の
出力信号DN2,DN4,DN6,DN8の論理和をと
りダウン信号DNとして出力する。The four inputs of the OR gate OR2 are the NOR gates NOR2, NOR4 and NOR4 of the up / down signal generation circuit 30.
The outputs of the NOR gates NOR2, NOR4, NOR6 and NOR8 are connected to the outputs of NOR6 and NOR8, respectively, and the logical sum of the output signals DN2, DN4, DN6 and DN8 of the NOR gates NOR2 and NOR4 is output as a down signal DN.
【0042】なお、アップ・ダウン信号出力回路40か
ら出力されるアップ信号UPおよびダウン信号DNは、
たとえばチャージポンプとループフィルタを介して電圧
制御発振器VCOを制御するために用いられる。The up signal UP and the down signal DN output from the up / down signal output circuit 40 are
For example, it is used to control a voltage controlled oscillator VCO via a charge pump and a loop filter.
【0043】電圧制御発振器VCOとしては、たとえば
図4に示すように、差動型の可変遅延ステージST1〜
ST4をリング状に接続してリング発振器を構成して、
直接8相のクロックCK0〜CK7を出力するものや、
図5に示すように、電圧制御発振器VCOの後段に、電
圧制御発振器VCOの出力をクロック入力とするフリッ
プフロップからなる分周器DV1〜DV4を用いて8相
のクロック信号CK0〜CK7を得るものなどが採用さ
れる。そして、電圧制御発振器VCOは、アップ・ダウ
ン信号出力回路40からアップ信号UPが出力された場
合には、図示しない制御系により8相のクロック信号C
K0〜CK7の位相が揃って進められ、ダウン信号DN
が出力された場合には、8相のクロック信号CK0〜C
K7の位相が揃って遅らされる。As the voltage controlled oscillator VCO, for example, as shown in FIG.
ST4 is connected in a ring to form a ring oscillator,
One that directly outputs eight-phase clocks CK0 to CK7,
As shown in FIG. 5, an eight-phase clock signal CK0 to CK7 is obtained after a voltage controlled oscillator VCO using frequency dividers DV1 to DV4 each including a flip-flop having an output of the voltage controlled oscillator VCO as a clock input. Is adopted. When an up signal UP is output from the up / down signal output circuit 40, the voltage controlled oscillator VCO uses an eight-phase clock signal C by a control system (not shown).
The phases of K0 to CK7 are advanced together, and the down signal DN
Is output, the eight-phase clock signals CK0 to CK
K7 is delayed in phase.
【0044】このようにして得られた8相のクロック信
号CK0〜CK7をラッチ回路10の各フリップフロッ
プFF1〜FF8のCK入力に入力させる構成とするこ
とにより、クロック信号CK1,3,5,7は常にNR
Zデータのエッジ付近にロックさせ、クロック信号CK
0,2,4,6はNRZデータを正しくDT0,2,
4,8に取り込める。The eight-phase clock signals CK0 to CK7 obtained as described above are input to the CK inputs of the flip-flops FF1 to FF8 of the latch circuit 10, whereby the clock signals CK1, 3, 5, 7 Is always NR
Locked near the edge of Z data, clock signal CK
0, 2, 4, and 6 correctly convert NRZ data to DT0, 2,
Can be imported to 4,8.
【0045】次に、上記構成による動作を説明する。N
RZ信号が入力データDINとしてラッチ回路10の各フ
リップフロップFF1〜FF8のD入力に並列的に入力
される。各フリップフロップFF1〜FF8のCK入力
には、それぞれ位相が45°異なるクロック信号CK0
〜CK7が入力される。これにより、各フリップフロッ
プFF1〜FF8では、クロック信号CK0〜CK7の
入力に応じてデータの取り込みが行われ、Q出力からデ
ータDT0〜DT7がそれぞれ不一致検出回路20に出
力される。なお、各フリップフロップFF1〜FF8に
おけるデータの取り込みは、フリップフロップFF1,
FF3,FF5,FF7ではNRZ信号のエッジとエッ
ジの中央部分のデータが取り込まれ、フリップフロップ
FF2,FF4,FF6,FF8ではNRZ信号のエッ
ジ付近のデータが取り込まれる。Next, the operation of the above configuration will be described. N
The RZ signal is input in parallel to the D inputs of the flip-flops FF1 to FF8 of the latch circuit 10 as input data D IN . Clock signals CK0 having phases different by 45 ° are applied to CK inputs of the flip-flops FF1 to FF8, respectively.
To CK7 are input. As a result, in each of the flip-flops FF1 to FF8, data is taken in in response to the input of the clock signals CK0 to CK7, and the data DT0 to DT7 are output from the Q output to the mismatch detection circuit 20, respectively. It should be noted that the fetching of data in each of the flip-flops FF1 to FF8 is performed by the flip-flops FF1 and FF8.
The FF3, FF5, and FF7 take in the edge of the NRZ signal and the data at the center of the edge, and the flip-flops FF2, FF4, FF6, and FF8 take in the data near the edge of the NRZ signal.
【0046】たとえば、クロック信号CK1の立ち上が
り付近でNRZデータが反転したとときに、クロック信
号CK1がデータのエッジより速ければクロック信号C
K1でフリップフロップFF2に取り込んだデータDT
1は、クロック信号CK2でフリップフロップFF3に
取り込んだデータDT2と不一致になり、これが不一致
検出回路20の排他的ノアゲートEXNOR2により検
出され、ローレベルの不一致信号IN1がアップ・ダウ
ン信号生成回路30に出力される。For example, when the NRZ data is inverted near the rising edge of the clock signal CK1, if the clock signal CK1 is faster than the data edge, the clock signal C
Data DT taken into flip-flop FF2 by K1
1 is inconsistent with the data DT2 fetched into the flip-flop FF3 by the clock signal CK2, this is detected by the exclusive NOR gate EXNOR2 of the inconsistency detection circuit 20, and the low-level inconsistency signal IN1 is output to the up / down signal generation circuit 30. Is done.
【0047】アップ・ダウン信号生成回路30に入力し
たローレベルの不一致信号IN1は、ノアゲートNOR
2に入力される。ノアゲートNOR2では、クロック信
号CK0およびCK6が共にローレベルの期間のみ、進
みによる不一致検出を示すパルス整形されたハイレベル
のダウン信号DN1が生成されてアップ・ダウン信号出
力回路40に出力される。アップ・ダウン信号出力回路
40では、入力したハイレベルのダウン信号DN1がオ
アゲートOR2を介し、ダウン信号DNとして出力され
る。The low-level mismatch signal IN1 input to the up / down signal generation circuit 30 is supplied to the NOR gate NOR.
2 is input. In the NOR gate NOR2, a pulse-shaped high-level down signal DN1 indicating mismatch detection due to advance is generated and output to the up / down signal output circuit 40 only when both the clock signals CK0 and CK6 are at the low level. In the up / down signal output circuit 40, the input high level down signal DN1 is output as the down signal DN via the OR gate OR2.
【0048】アップ・ダウン信号出力回路40から出力
されるダウン信号DNは、たとえばチャージポンプとル
ープフィルタを介して電圧制御発振器VCOを制御する
ために用いられ、図示しない制御系により8相のクロッ
ク信号CK0〜CK7の位相が揃って遅らされて、ラッ
チ回路10の各フリップフロップFF1〜FF8のCK
入力に入力される。The down signal DN output from the up / down signal output circuit 40 is used to control the voltage controlled oscillator VCO via, for example, a charge pump and a loop filter. The phases of CK0 to CK7 are all delayed and the CK of each flip-flop FF1 to FF8 of the latch circuit 10 is delayed.
Entered in the input.
【0049】これに対して、クロック信号CK1がNR
Z信号のデータエッジより遅けれていればデータDT1
はクロック信号CK0でフリップフロップFF0に取り
込んだデータDT0と不一致になり、これが不一致検出
回路20の排他的ノアゲートEXNOR1により検出さ
れ、ローレベルの不一致信号IN0がアップ・ダウン信
号生成回路30に出力される。On the other hand, when the clock signal CK1 is NR
If it is later than the data edge of the Z signal, the data DT1
Becomes inconsistent with the data DT0 taken into the flip-flop FF0 by the clock signal CK0, this is detected by the exclusive NOR gate EXNOR1 of the mismatch detection circuit 20, and the low-level mismatch signal IN0 is output to the up / down signal generation circuit 30. .
【0050】アップ・ダウン信号生成回路30に入力し
たローレベルの不一致信号IN0は、ノアゲートNOR
1に入力される。ノアゲートNOR1では、クロック信
号CK0およびCK6が共にローレベルの期間のみ、遅
れによる不一致検出を示すパルス整形されたハイレベル
のアップ信号UP1が生成されてアップ・ダウン信号出
力回路40に出力される。アップ・ダウン信号出力回路
40では、入力したハイレベルのアップ信号UP1がオ
アゲートOR1を介し、アップ信号UPとして出力され
る。The low-level mismatch signal IN0 input to the up / down signal generation circuit 30 is supplied to the NOR gate NOR.
1 is input. The NOR gate NOR1 generates a pulse-shaped high-level up signal UP1 indicating detection of a mismatch due to delay only during a period in which both the clock signals CK0 and CK6 are at a low level, and outputs the generated signal to the up / down signal output circuit 40. In the up / down signal output circuit 40, the input high level up signal UP1 is output as the up signal UP via the OR gate OR1.
【0051】アップ・ダウン信号出力回路40から出力
されるアップ信号DNは、たとえばチャージポンプとル
ープフィルタを介して電圧制御発振器VCOを制御する
ために用いられ、図示しない制御系により8相のクロッ
ク信号CK0〜CK7の位相が揃って進められて、ラッ
チ回路10の各フリップフロップFF1〜FF8のCK
入力に入力される。The up signal DN output from the up / down signal output circuit 40 is used to control the voltage controlled oscillator VCO via, for example, a charge pump and a loop filter, and an eight-phase clock signal is supplied by a control system (not shown). The phases of CK0 to CK7 are made uniform and the CK of each flip-flop FF1 to FF8 of the latch circuit 10 is shifted.
Entered in the input.
【0052】以上のようにして、クロック信号CK1,
3,5,7は常にNRZデータのエッジ付近にロックさ
れ、クロック信号CK0,2,4,6はNRZデータを
正しくDT0,2,4,8に取り込めるようになる。As described above, the clock signals CK1,
3, 5, and 7 are always locked near the edges of the NRZ data, and the clock signals CK0, 2, 4, and 6 can correctly capture the NRZ data into DT0, 2, 4, and 8.
【0053】以上説明したように、本実施例によれば、
ラッチ回路10の各フリップフロップFF1〜FF8で
共通の入力データDINをそれぞれ位相が45°異なるク
ロック信号CK0〜CK7をトリガとして取り込み、不
一致検出回路20の排他的ノアゲートEXNOR1〜E
XNOR8により奇数の符号を付したクロック信号CK
1,3,5,7で取り込んだデータと各々に前後する偶
数の符号を付したクロック信号CK0,2,4,6で取
り込んだデータとを比較してそれらの不一致を検出する
ようにしたので、従来のようにエッジを抽出するための
微分器を用いる必要がないことから、データより高いレ
ートの信号が生じることがない。したがって、微分器出
力に律速されることなく、高い周波数での動作を実現で
きる。また、本位相比較回路を用いてデータに同調した
クロックは無調整でデータを取り込むことができ、遅延
回路は不要となる。さらに、その構成上、シリアル/パ
ラレル変換機能を備えていることから、高速な光通信な
どのデータ処理に有利である。また、位相差が管理され
ている多相クロックがあれば、低い周波数のクロックで
高いレートの入力信号との位相差を検出でき、大規模集
積回路用PLLに適するなどの利点がある。As described above, according to the present embodiment,
The input data D IN common to the flip-flops FF1 to FF8 of the latch circuit 10 is received by using the clock signals CK0 to CK7 having phases different by 45 ° as triggers, and the exclusive NOR gates EXNOR1 to EXN0 of the mismatch detection circuit 20 are taken.
Clock signal CK to which an odd-numbered code is assigned by XNOR8
Since the data fetched at 1, 3, 5, and 7 are compared with the data fetched at clock signals CK0, CK, CK, CK0, CK2, and CK4 which have even numbers before and after each data, a mismatch between them is detected. Since there is no need to use a differentiator for extracting an edge as in the related art, a signal having a higher rate than data is not generated. Therefore, operation at a high frequency can be realized without being limited by the output of the differentiator. Further, the clock synchronized with the data using the phase comparison circuit can take in the data without adjustment, and the delay circuit becomes unnecessary. Furthermore, since it has a serial / parallel conversion function in its configuration, it is advantageous for data processing such as high-speed optical communication. In addition, if there is a multi-phase clock whose phase difference is managed, there is an advantage that a phase difference with a high-rate input signal can be detected with a low-frequency clock, which is suitable for a large-scale integrated circuit PLL.
【0054】なお、本実施例では、8相クロックを用い
たが、これに限定されるものではなく、本発明が8以外
の相数のクロックにも適用できることはいうまでもな
い。また、不一致検出回路20による不一致信号IN1
〜IN8をゲーティングするタイミングは変更すること
ができ、また、ゲートをかける代わりにラッチをかけて
も良い。また、多数の不一致検出結果をアナログ加算し
て、電圧制御発振器VCOを制御することもできる。In this embodiment, an eight-phase clock is used. However, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that the present invention can be applied to clocks having a number of phases other than eight. The mismatch signal IN1 from the mismatch detection circuit 20
The timing of gating to IN8 can be changed, and a latch may be applied instead of applying a gate. Further, the voltage-controlled oscillator VCO can be controlled by adding a large number of mismatch detection results to analog.
【0055】[0055]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
データエッジを抽出するための微分器が不要となること
から、入力データより高いレートの信号が生じることが
ない。したがって、微分器出力に律速されることなく、
高い周波数での動作を実現できる。また、本位相比較回
路を用いてデータに同調したクロックは無調整でデータ
を取り込むことができ、遅延回路は不要となる。さら
に、位相差が管理されている多相クロックがあれば、低
い周波数のクロックで高いレートの入力信号との位相差
を検出でき、大規模集積回路用PLLに適するなどの利
点がある。As described above, according to the present invention,
Since a differentiator for extracting data edges is not required, a signal having a higher rate than input data does not occur. Therefore, without being limited by the output of the differentiator,
Operation at a high frequency can be realized. Further, the clock synchronized with the data using the phase comparison circuit can take in the data without adjustment, and the delay circuit becomes unnecessary. Furthermore, if there is a multi-phase clock whose phase difference is managed, there is an advantage that a phase difference with a high-rate input signal can be detected with a low-frequency clock, which is suitable for a large-scale integrated circuit PLL.
【図1】本発明に係る位相比較回路の一実施例を示す回
路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a phase comparison circuit according to the present invention.
【図2】図1の回路における各部の入出力を示すタイミ
ングチャートである。FIG. 2 is a timing chart showing input and output of each unit in the circuit of FIG.
【図3】奇数の符号を付したクロック信号で取り込んだ
データおよび各々に前後する偶数の符号を付したクロッ
ク信号で取り込んだデータの不一致検出回路への入力レ
ベルと、これらに対応したアップ信号およびダウン信号
の出力レベルとの関係を示すもので、(a)はデータD
T0,DT1,DT2の不一致検出回路への入力レベル
とアップ信号UP1およびダウン信号DN1の出力レベ
ルとの関係を示す図、(b)はデータDT2,DT3,
DT4の不一致検出回路への入力レベルとアップ信号U
P3およびダウン信号DN3の出力レベルとの関係を示
す図、(c)はデータDT4,DT5,DT6の不一致
検出回路への入力レベルとアップ信号UP5およびダウ
ン信号DN5の出力レベルとの関係を示す図、(d)は
データDT6,DT7,DT0の不一致検出回路への入
力レベルとアップ信号UP7およびダウン信号DN7の
出力レベルとの関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating input levels to a mismatch detection circuit of data captured by a clock signal with an odd number sign and data captured by a clock signal with an even number sign before and after each of them, and an up signal and a corresponding level; This shows the relationship with the output level of the down signal.
FIG. 4B is a diagram showing the relationship between the input levels of the mismatch detection circuits T0, DT1, and DT2 to the output levels of the up signal UP1 and the down signal DN1, and FIG.
DT4 input level to mismatch detection circuit and up signal U
FIG. 7C is a diagram showing the relationship between P3 and the output level of the down signal DN3, and FIG. 7C is a diagram showing the relationship between the input levels of the data DT4, DT5, and DT6 to the mismatch detection circuit and the output levels of the up signal UP5 and the down signal DN5. And (d) shows the relationship between the input levels of the data DT6, DT7, and DT0 to the mismatch detection circuit and the output levels of the up signal UP7 and the down signal DN7.
【図4】8相のクロック信号を生成する回路例を示す図
である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a circuit that generates an eight-phase clock signal.
【図5】8相のクロック信号を生成する他の回路例を示
す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating another example of a circuit that generates an eight-phase clock signal.
【図6】従来のクロック抽出およびデータリタイミング
システムを示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing a conventional clock extraction and data retiming system.
10…ラッチ回路 FF1〜FF8…フリップフロップ 20…不一致検出回路 XENOR1〜EXNOR8…排他的ノアゲート 30…アップ・ダウン信号生成回路 NOR1〜NOR8〜ノアゲート 40…アップ・ダウン信号出力回路 OR1,OR2…オアゲート DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Latch circuit FF1-FF8 ... Flip-flop 20 ... Mismatch detection circuit XENOR1-EXNOR8 ... Exclusive NOR gate 30 ... Up / down signal generation circuit NOR1-NOR8-NOR gate 40 ... Up / down signal output circuit OR1, OR2 ... OR gate
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−170738(JP,A) 特開 平3−151737(JP,A) 特開 平4−79632(JP,A) 特開 平3−204251(JP,A) 特開 平3−117129(JP,A) 特開 平3−53629(JP,A) 特開 昭58−202680(JP,A) 特開 平1−296734(JP,A) 特開 平3−58546(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03L 7/085 H03K 5/26 H04L 7/02 Continuation of front page (56) References JP-A-2-17038 (JP, A) JP-A-3-151737 (JP, A) JP-A-4-79632 (JP, A) JP-A-3-204251 (JP) JP-A-3-117129 (JP, A) JP-A-3-53629 (JP, A) JP-A-58-202680 (JP, A) JP-A-1-296734 (JP, A) 3-58546 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H03L 7/085 H03K 5/26 H04L 7/02
Claims (2)
る多相のクロック信号をトリガとして共通のデータを取
り込むラッチ回路と、 上記ラッチ回路において一のクロック信号で取り込まれ
たデータをその前後のクロック信号で取り込まれたデー
タと比較してデータの位相とクロック信号の位相との不
一致を検出する不一致検出回路と、 上記一のクロック信号をトリガとして取り込まれたデー
タとこの一のクロック信号の一つ前のクロック信号をト
リガとして取り込まれたデータとが不一致の場合には、
データのエッジ近傍でデータを取り込む一のクロック信
号の位相がデータの位相より遅れているものと判断し
て、上記多相のクロック信号の位相を進める信号を出力
し、上記一のクロック信号をトリガとして取り込まれた
データとこの一のクロック信号の一つ後のクロック信号
をトリガとして取り込まれたデータとが不一致の場合に
は、データのエッジ近傍でデータを取り込む一のクロッ
ク信号の位相がデータの位相より進んでいるものと判断
して、上記多相のクロック信号の位相を遅らせる信号を
出力する回路と を有する位 相比較回路。1. A latch circuit for taking in common data triggered by multi-phase clock signals having one frequency and different phases from each other; A mismatch detection circuit for comparing the phase of the data with the phase of the clock signal by comparing the phase of the clock signal with the level of the data captured by the clock signal;
Clock signal and the clock signal before this one clock signal.
If there is a discrepancy with the data captured as Riga,
One clock signal that captures data near the data edge
Signal phase lags the data phase
Output a signal that advances the phase of the polyphase clock signal
And the above one clock signal was used as a trigger.
Data and one clock signal after this one clock signal
When the data acquired by triggering
Is a clock that captures data near the edge of the data.
Judgment that the signal phase is ahead of the data phase
Then, a signal that delays the phase of the multiphase clock signal is
Position phase comparator circuit having a circuit for outputting.
近傍でデータの取り込みを行うように設定されている請
求項1記載の位相比較回路。2. The phase comparison circuit according to claim 1, wherein said one clock signal is set to take in data near an edge of the data.
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---|---|---|---|
JP17694193A JP3239543B2 (en) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | Phase comparison circuit |
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JPH0738432A JPH0738432A (en) | 1995-02-07 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8218706B2 (en) | 2007-12-11 | 2012-07-10 | Sony Corporation | Communication system, receiving apparatus, and receiving method |
US8284887B2 (en) | 2009-04-20 | 2012-10-09 | Sony Corporation | Clock data recovery circuit and multiplied-frequency clock generation circuit |
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JP6163860B2 (en) * | 2013-05-15 | 2017-07-19 | 株式会社リコー | Phase comparison circuit and clock data recovery circuit |
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1993
- 1993-07-16 JP JP17694193A patent/JP3239543B2/en not_active Expired - Fee Related
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US8284887B2 (en) | 2009-04-20 | 2012-10-09 | Sony Corporation | Clock data recovery circuit and multiplied-frequency clock generation circuit |
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JPH0738432A (en) | 1995-02-07 |
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