JP3810679B2 - Clock recovery circuit and clock data recovery circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受信データに同期するようにクロックを再生するクロックリカバリー回路、およびこのクロックリカバリー回路を備えたクロック・データリカバリー回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
今日、ローカルエリアネットワークやインターネットの普及に伴って、データ通信での伝送容量および伝送速度は増加の一途を辿っている。
【0003】
データ通信を行う機器(以下、「ノード」という。)同士の間でのデータの授受は、一般に、所定のインターフェース規格に従って行われる。USB(universal serial bus)、SSA(serial storage architecture)、イーサネット(Ethernet;商標名)、IEEE(institute of electrical and electronics engineers)1394、ファイバチャネル(fiber channel)等、種々のインターフェース規格が知られている。
【0004】
多くのインターフェース規格では、予め定められた周波数の下にデータが伝送される。伝送データを受信したノードは、理論上は、インターフェース規格で予め定められた周波数と同じ周波数のクロックを用いて受信データとの同期をとることにより、受信データを復号することが可能になる。
【0005】
しかしながら、個々のノードの内部クロックの周波数は、ノード毎に固有の値をとる。例えば、クロック周波数の公称値が同じノード同士の間でも、これらのノードが生成しているクロックの周波数には最大で±100ppm程度の誤差がある。また、受信データは不可避的にジッタを含む。
【0006】
このため、特に高速でデータの授受を行うノードでは、受信データの復号に先立って、受信データの内容を自己のクロック周波数の下に復号できるようにするための処理が行われる。この処理は、伝送されるデータがどのような規格の下に符号化されているかに応じて異なる。
【0007】
例えば、ギガビットイーサネット、IEEE1394b、ファイバチャネル等の規格では、8B10B符号化方式の下にデータが符号化されてシリアルに伝送される。この符号化方式では、連続する8ビットのデータに2ビットの冗長データが加えられて、10ビットのデータに変換される。
【0008】
8B10B符号化方式の下に作成されたデータを受信したノードは、まず、クロック・データリカバリー回路を用いて、受信データ中のジッタを取り除く。
【0009】
図13は、クロック・データリカバリー回路(以下、「CDR回路」と略記する。)の一例を概略的に示す。同図に示すCDR回路200は、位相同期ループ回路(以下、「PLL回路」と略記する。)10と、PLL回路10から供給される複数のクロックΦ1〜Φn(nは2以上の整数を表す。)の中から1つのクロックΦx(xは1〜nのうちの1つの整数を表す。)を再生クロックCrとして出力するマルチプレクサ120と、マルチプレクサ120用のフィードバック回路130と、再生クロックCrおよび受信データDの供給を受けて再生データを生成する再生データ発生器50とを有する。
【0010】
PLL回路10は、電圧制御発振器(VCO)11によって、互いに同じ周波数を有すると共に一定位相ずつずれた複数のクロックΦ1〜Φn、例えば1周期の1/10ずつ位相がずれた10相のクロックΦ1〜Φ10を生成する。クロックΦ1〜Φnそれぞれの周波数を所定の周波数に維持するために、電圧制御発振器11からの出力の一部は分周器12へ供給され、所定の分周率の下に分周されて、位相・周波数検出器13へ供給される。
【0011】
位相・周波数検出器13は、例えば原発振から供給される基準クロックCfの位相および周波数と、分周器12から供給される信号の位相および周波数とを検出し、これらの差に基づいて所定の信号を生成する。この信号はチャージポンプを有するループフィルタ14へ供給されて、直流電圧信号に変換される。この直流電圧信号が電圧制御発振器11の制御信号になる。
【0012】
電圧制御発振器11によって生成されたクロックΦ1〜Φnの各々がマルチプレクサ120に供給される。マルチプレクサ120は、フィードバック回路130から供給される制御信号Sに基づいて、クロックΦ1〜Φnの中から1つのクロックを選択し、これを再生クロックCrとして出力する。
【0013】
フィードバック回路130は、位相検出器32と、デジタルフィルタ34と、制御装置136とを有する。
【0014】
位相検出器32は、例えば再生クロックCrの立ち上がりと受信データDの状態変化(信号の立ち上がりまたは立ち下がり)との時間的なズレ、すなわち再生クロックCRと受信データDとの位相差を検出して、出力信号を生成する。8B10B符号化方式の下に作成されたデータでは、同じビット情報が5つ以上続くことがないので、受信データDの位相を検出しやすい。
【0015】
デジタルフィルタ34は、位相検出器33からの信号を積算する。この積算値が所定値以上になると、制御装置136が制御信号Sを生成し、再生クロックCrの位相が受信データDの位相と一致する方向にマルチプレクサ120をフィードバック制御する。
【0016】
例えば、再生クロックCrの位相が受信データDの位相よりも遅れている場合、制御装置136は再生クロックCrの位相が遅れていることを示す制御信号Sをマルチプレクサ120へ供給し、より進んだ位相を有するクロックが再生クロックCrとして出力されるようにマルチプレクサ120を制御する。再生クロックCrの位相を順次階段的に変化させることにより、再生クロックCrの周波数を受信データDの周波数に合わせる。
【0017】
PLL回路10、マルチプレクサ120、およびフィードバック回路130は、クロックリカバリー回路140を構成する。
【0018】
再生データ発生器50は、再生クロックCrと受信データDとの供給を受け、再生クロックCrに従って受信データDをラッチすることで、再生データ(リタイムドデータ)Drを生成する。
【0019】
上述したCDR回路200中のPLL回路10で発生するクロック自体は、データを受信したノード自身に固有のクロック周波数を有する。このクロック周波数とデータを送信する側のノードのクロック周波数とは、前述したように、最大で±100ppm程度異なる。
【0020】
しかしながら、クロックリカバリー動作によって再生クロックCrの位相を受信データDの位相と合致させて行くことで、再生クロックCRは相手(データを送信した側のノード)のクロック周波数に合った周波数となる。このため、受信データDを再生データ発生器50で正確にラッチすることが可能になり、受信データDからジッタを取り除くことができる。
【0021】
ジッタが取り除かれた受信データD、すなわち再生データDrは、その後、再生クロックCrに同期して例えばファーストイン・ファーストアウト(FIFO)バッファに書き込まれる。
【0022】
受信側のノードは、FIFOバッファに書き込まれた再生データDrを自己の内部クロックに同期して読出して、復号する。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
図14は、図13に示したマルチプレクサ120の具体的な構成を示す。同図に示したマルチプレクサ120は、10個のスイッチング素子SW1〜SW10と、これらのスイッチング素子SW1〜SW10の一端に電気的に接続されたバッファ22とを有する。
【0024】
スイッチング素子SW1〜SW10それぞれの他端に、互いに異なる位相のクロックが1相ずつ供給される。また、これらのスイッチング素子SW1〜SW10には、制御装置136から制御信号SA〜SJが供給される。1つのスイッチング素子に1つの制御信号が対応する。
【0025】
マルチプレクサ120は、制御信号SA〜SJによって動作を制御されて、10相のクロックΦ1〜Φ10の中から1つのクロックを選択し、このクロックを再生クロックCrとして出力する。
【0026】
マルチプレクサ120は、再生クロックCrを位相検出器32および再生データ発生器50へ供給するほかに、制御装置136にも再生クロックCrを供給する。
【0027】
制御装置136は、再生クロックCrの供給を受け、この再生クロックCrが立ち下がったときに、デジタルフィルタ34からの信号に応じて制御信号SA〜SJそれぞれのレベルを切り替えることができる。再生クロックCrとして出力するクロックを切り替えることができる。ただし、各スイッチング素子SW1〜SW10の動作が実際に切り換わるのは、所定の遅延時間経過後になる。
【0028】
この遅延時間は、図14に示した接合点Cでの寄生容量の多少に左右される。寄生容量が多くなればなる程、接合点Cでのクロックの波形は鈍りの大きな波形となり、遅延時間が増大する。また、クロックの波形の鈍りが大きくなると、再生クロックにジッタが生じやすくなる。
【0029】
近年の伝送容量および伝送速度の増大に伴って、クロックの周波数も徐々に増加している。また、クロック・データリカバリー回路に求められるジッタ公差はより厳しくなってきており、それに伴って、位相分解能がより高いクロックリカバリー回路を用いて再生クロックを生成することが望まれている。
【0030】
クロックリカバリー回路の位相分解能を高くするためには、PLL回路10で生成するクロックの相数を多くすることが必要となる。クロックの相数の増加に伴って、上述した接合点Cでの寄生容量が増大し、上述した遅延時間も増大する。遅延時間の増大は、再生クロックCrの切り替えを円滑に行う妨げとなる。
【0031】
図15は、再生クロックCrとして出力するクロックをクロックΦ5からクロックΦ6へ円滑に切り替えることができなかったときの様子を概略的に示す。
【0032】
再生クロックCrの切り替え動作は、上述したように、再生クロックCrの供給を受けている制御装置136が或る時刻に再生クロックCrの立ち下がりを検知して、開始される。図示の例では、時刻t1において、再生クロックCrをクロックΦ5からクロックΦ6へ切り替えるための動作が開始される。
【0033】
再生クロックCrの切り替え動作を時刻t1において制御装置136が開始すると、スイッチング素子SW5、SW6が実際に切り替わるのは、時刻t2となる。時刻t2と時刻t1との時差に相当する時間だけ遅延する。
【0034】
マルチプレクサ120へ供給されるクロックΦ5の位相を基準にすると、スイッチング素子SW5、SW6が実際に切り替わるまでの遅延時間は更に長くなる。すなわち、再生クロックCrの位相は、上述した寄生容量の影響により、その基となったクロックΦ5の位相よりも時刻t1と時刻t0との時差に相当する時間だけ遅れているので、スイッチング素子SW5、SW6が実際に切り替わるまでの遅延時間は、時刻t2と時刻t0との時差に相当する時間となる。
【0035】
スイッチング素子SW5、SW6が実際に切り替わるまでの遅延時間が長くなると、図示の例のように、クロックΦ5がハイレベルにあり、クロックΦ6がローレベルにあるときにスイッチング素子SW5、SW6が切り替わることになる。その結果として、再生クロックCrにグリッチが発生する等の不具合が生じる。再生クロックCrの切り替えを円滑に行うことができない。
【0036】
再生クロックCrの切り替えを円滑に行うためには、切り替えのタイミングを厳しく制御することが必要となり、それに伴って、クロックの周波数を高めることが困難になる。
【0037】
本発明の目的は、回路の遅延時間を容易に短くすることができると共に、ジッタの小さい再生クロックを得ることが容易なクロックリカバリー回路を提供することである。
【0038】
本発明の目的は、回路の遅延時間を容易に短くすることができると共に、ジッタの小さい再生クロックを得ることが容易なクロック・データリカバリー回路を提供することである。
【0039】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、各々が複数の入力信号の中から1つの信号を選択的に出力することができる複数の信号選択回路を有し、該複数の信号選択回路が、少なくとも2つの信号選択回路を初段とし、1つの信号選択回路を最終段として階層構造を形成し、前記初段に供給された複数の入力信号の中から1つの入力信号を選択して再生クロックを生成することができる再生クロック発生器と、周波数が同じで位相が一定値ずつずれた複数のクロックを生成し、前記初段に前記複数のクロックを並列に出力することができる発振器と、受信データと前記再生クロックとの供給を受けて、前記受信データの位相と前記再生クロックの位相とを比較し、前記再生クロックの位相が前記受信データの位相と一致する方向に前記再生クロック発生器をフィードバック制御するフィードバック回路とを有するクロックリカバリー回路において、前記再生クロック発生器が、出力する信号の選択状態を変更する際に、階層構造を形成する前記複数の信号選択回路のうちただ1つの段の信号選択回路の選択状態を変化させることを特徴とするクロックリカバリー回路が提供される。
【0040】
本発明の他の観点によれば、各々が複数の入力信号の中から1つの信号を選択的に出力することができる複数の信号選択回路を有し、該複数の信号選択回路が、少なくとも2つの信号選択回路を初段とし、1つの信号選択回路を最終段として階層構造を形成し、前記初段に供給された複数の入力信号の中から1つの入力信号を選択して再生クロックを生成することができる再生クロック発生器と、周波数が同じで位相が一定値ずつずれた複数のクロックを生成し、前記初段に前記複数のクロックを並列に出力することができる発振器と、受信データと前記再生クロックとの供給を受けて、前記受信データの位相と前記再生クロックの位相とを比較し、前記再生クロックの位相が前記受信データの位相と一致する方向に前記再生クロック発生器をフィードバック制御するフィードバック回路と、前記受信データと前記再生クロックとの供給を受け、前記再生クロックに前記受信データを同期させて出力することができる再生データ発生器とを有するクロック・データリカバリー回路において、前記再生クロック発生器が、出力する信号の選択状態を変更する際に、階層構造を形成する前記複数の信号選択回路のうちただ1つの段の信号選択回路の選択状態を変化させることを特徴とするクロック・データリカバリー回路が提供される。
【0041】
上述した階層構造を有する再生クロック発生器を用いることにより、個々の信号選択回路から出力されるクロックの波形の鈍りを抑えることが容易になる。
【0042】
例えば、3つの信号選択回路を用いて上述の階層構造を形成すると、初段は2つの信号選択回路によって構成される。10相のクロックの中から1つのクロックを再生クロックとして選択する場合、初段を構成する個々の信号選択回路へは、それぞれ5相のクロックを供給すればよいので、これらの信号選択回路はそれぞれ5個のスイッチング素子を有していればよいことになる。したがって、各信号選択回路の出力端での寄生容量を、図14に示した接合点Cでの寄生容量よりも容易に小さくすることができる。個々の信号選択回路から出力されるクロックの波形の鈍りを容易に抑えることができる。
【0043】
その結果として、再生クロック発生器でのクロックの遅延時間を容易に短くすることができる。また、再生クロックにジッタが生じるのを抑制しやすくなる。再生クロックの切り替えのタイミングを厳しく制御しなくても、再生クロックの切り替えを円滑に行うことが容易になるので、クロックの周波数を高めることが容易になる。
【0044】
【発明の実施の形態】
図1は、第1の実施例によるクロックリカバリー回路とCDR回路とを概略的に示す。
【0045】
図示のクロックリカバリー回路40は、図13〜図14に示したマルチプレクサ120に代えて再生クロック発生器20を有するという点で、図13に示したクロックリカバリー回路140と構成上大きく異なる。これに伴って、制御装置36およびフィードバック回路30の機能も、図13に示した制御装置136、フィードバック回路130とは若干異なる。図示のCDR回路100は、クロックリカバリー回路40が上述の点で図13に示したクロックリカバリー回路140と異なる以外は、図13に示したCDR回路200と同様の構成を有する。
【0046】
図1に示した構成要素のうちで図13または図14に示した構成要素と共通するものについては図13または図14で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【0047】
図1に示したCDR回路100では、PLL回路10を構成している電圧制御発振器11によって所定相数のクロックφ1〜φn(nは2以上の整数を表す。)が生成される。クロックφ1〜φnの周波数は、図13に示したCDR回路200で生成されるクロックΦ1〜Φnの周波数と同じにすることもできるし、異ならせることもできる。クロックφ1〜φnの周波数をクロックΦ1〜Φnの周波数と異ならせる場合には、図1に示した分周器12の分周率を図13に示した分周器12の分周率とは異なる値にする。
【0048】
これらのクロックφ1〜φnが再生クロック発生器20へ並列に供給される。再生クロック発生器20は、クロックφ1〜φnの供給を受けると共に、制御装置36から制御信号Sの供給を受けて、所定のクロックφx(xは1〜nのうちの1つの整数を表す。)を再生クロックCrとして出力する。再生クロック発生器20の構成については、後に図6を参照しつつ詳述する。
【0049】
PLL回路10、再生クロック発生器20、およびフィードバック回路30は、クロックリカバリー回路40を構成する。
【0050】
CDR回路100は、図13に示したCDR回路200と同様に再生データ発生器50を有する。この再生データ発生器50において受信データDを再生クロックCrに従ってラッチすることによって、再生データ(リタイムドデータ)Drを生成する。
【0051】
以下、電圧制御発振器11が10相のクロックφ1〜φ10を生成する場合を例にとり、この電圧制御発振器11の構成および再生クロック発生器20の構成を具体的に説明する。まず、電圧制御発振器11の構成を、図2を参照しつつ説明する。
【0052】
図2は、電圧制御発振器11を概略的に示す。同図に示す電圧制御発振器11では、5個の差動インバータ11A〜11Eが5段の差動インバータアレイIAを構成する。個々の差動インバータ11A〜11Eは、図1に示したチャージポンプを有するループフィルタ14から制御信号(直流電圧信号)CVの供給を受ける。
【0053】
初段の差動インバータ11Aは、最終段の差動インバータ11Eから反転出力Os5および非反転出力Es5の供給を受け、反転出力Os1および非反転出力Es1を2段目の差動インバータ11Bに供給する。差動インバータ11Bは反転出力Os2および非反転出力Es2を3段目の差動インバータ11Cに供給し、この差動インバータ11Cは反転出力Os3および非反転出力Es3を4段目の差動インバータ11Dに供給する。最終段の差動インバータ11Eは、4段目の差動インバータ11Dから反転出力Os4および非反転出力Es4の供給を受け、前述した反転出力Os5および非反転出力Es5を生成する。
【0054】
各段の差動インバータ11A〜11Eに2個ずつ対応して、計10個の変換回路11a〜11jが配置される。
【0055】
1個の差動インバータに対応する2個の変換回路のうちの一方は、対応する差動インバータからの反転出力を反転入力端子(−)に受け、非反転出力を非反転入力端子(+)に受けて、所定のクロックを生成する。他方の変換回路は、対応する差動インバータからの反転出力を非反転入力端子(+)に受け、非反転出力を反転入力端子(−)に受けて、所定のクロックを生成する。これら2個の変換回路は、互いに逆相のクロックを発生する。
【0056】
図示の電圧制御発振器11は、10個の変換回路11a〜11jを有することから、1周期の1/10ずつ位相がずれた10相のクロックφ1〜φ10を生成して、これらのクロックφ1〜φ10を並列に出力することができる。
【0057】
図3は、差動インバータ11A、11B、および11Eからの差動出力と、各変換回路11a〜11jからの出力との関係を示すタイミングチャートである。
【0058】
同図に示すように、差動インバータ11Aからの非反転出力Es1と反転出力Os1とは、時刻t2と時刻t1との時差に相当する周期Tを有する。他の差動インバータ11B〜11Eからの差動出力も同じ周期Tを有する。差動インバータ11Aから差動インバータ11Eにかけて、それぞれの差動出力の位相は前段の差動インバータからの差動出力よりもT/5遅れる。
【0059】
差動インバータからの差動出力が周期Tを有することから、変換回路11a〜11jから出力されるクロックφ1〜φ10の各々も周期Tを有する。
【0060】
1つの変換回路からは、その変換回路が対応している差動インバータからの差動出力の波形が互いに交差する時刻に同期して周期Tの下に立ち上がる1つのクロックと、このクロックとは逆相のクロックとが出力される。図3では、差動インバータ11Bからの差動出力Os2、Es2の波形が互いに交差する時刻をt3で示し、差動インバータ11Eからの差動出力Os5、Es5の波形が互いに交差する時刻をt4で示している。
【0061】
差動インバータ11A〜11Eそれぞれの差動出力の位相が、その前段の差動インバータからの差動出力よりもT/5遅れることから、個々の変換回路から出力される2つのクロックの位相も、その前段の変換回路から出力されるクロックよりもT/5遅れる。
【0062】
図2に示したクロックφ1〜φ10をこの順番で並べると、それぞれの位相は、クロックφ1からクロックφ10にかけてT/10ずつずれる。すなわち、図2に示した電圧制御発振器11によって、位相がT/10ずつずれた10相のクロックφ1〜φ10を生成することができる。
【0063】
次に、これらのクロックφ1〜φ10の供給を受ける再生クロック発生器20の構成について説明する。
【0064】
図4は、再生クロック発生器20の構成を概略的に示す。同図に示すように、再生クロック発生器20は3つの信号選択回路SS1〜SS3を含む。これらの信号選択回路SS1〜SS3は、信号選択回路SS3を最終段として2段の階層構造を形成する。
【0065】
信号選択回路SS1は、5個のスイッチング素子SW1〜SW5を有する。これらのスイッチング素子SW1〜SW5それぞれの一端は互いに電気的に接続され、それぞれの他端には、電圧制御発振器11から5相のクロックφ1〜φ5が1相ずつ供給される。
【0066】
制御装置36から供給される制御信号Sa〜Seによってスイッチング素子SW1〜SW5の動作が制御されて、クロックφ1〜φ5のうちの1つのクロックのみが接合点A1から出力される。制御信号Sa、Sb、Sc、Sd、Seは、スイッチング素子SW1からスイッチング素子SW5にかけて、この順番で対応する。
【0067】
信号選択回路SS2は、5個のスイッチング素子SW6〜SW10を有する。これらのスイッチング素子SW6〜SW10それぞれの一端は互いに電気的に接続され、それぞれの他端には、電圧制御発振器11から5相のクロックφ6〜φ10が1相ずつ供給される。
【0068】
制御装置36から供給される制御信号Sa〜Seによってスイッチング素子SW6〜SW10の動作が制御されて、クロックφ6〜φ10のうちの1つのクロックのみが接合点A2から出力される。制御信号Sa、Sb、Sc、Sd、Seは、スイッチング素子SW6からスイッチング素子SW10にかけて、この順番で対応する。
【0069】
どの制御信号によってオン/オフ制御されるかによって、スイッチング素子SW1〜SW10が5つのグループに分かれる。個々のグループは、互いに逆相の2つのクロック、すなわち、位相が互いに1周期の1/2ずれた2つのクロックに対応する2個のスイッチング回路によって構成される。
【0070】
1つの制御信号が、信号選択回路SS1中の1個のスイッチング素子と、信号選択回路SS2中の1個のスイッチング素子とに対応することから、信号選択回路SS1、SS2のいずれか一方で1つのクロックが選択されると、他方の信号選択回路においても1つのクロックが必ず選択される。
【0071】
信号選択回路SS3は、2個のスイッチング素子SW11〜SW12を有する。スイッチング素子SW11の一端には、信号選択回路SS1の出力が接合点A1から供給される。スイッチング素子SW12の一端には、信号選択回路SS2の出力が接合点A2から供給される。これらのスイッチング素子SW11〜SW12それぞれの他端は接合点A3において互いに電気的に接続される。
【0072】
制御装置36から供給される制御信号S0によってスイッチング素子SW11の動作が制御され、制御装置36から供給される制御信号S1によってスイッチング素子SW12の動作が制御されて、信号選択回路SS1およびSS2のいずれか一方からの出力が接合点A3から出力される。
【0073】
信号選択回路SS3からの出力はバッファ22に供給される。バッファ22の出力信号が再生クロックCrとなる。再生クロックCrは、位相検出器32および再生データ発生器50へ供給されるほかに、前述したように制御装置36へも供給される。
【0074】
図5は、制御装置36から再生クロック発生器20へ供給される制御信号Sa〜Se、S0〜S1それぞれのレベルと、再生クロック発生器20で再生クロックCrとして選択されるクロックとの関係を示す状態遷移図である。以下の説明においては、制御信号Sa〜Se、S0〜S1がハイレベルにあるときに、この制御信号の供給を受けるスイッチング素子が閉になるものとする。
【0075】
同図においては、再生クロック発生器20によって1つのクロックを再生クロックCrとして選択する際にハイレベルになる2つの制御信号を、1つの円内に記載してある。再生クロックCrが発生している時には、制御信号Sa〜Seのいずれか1つと、制御信号S0、S1のいずれか一方とがハイレベルになり、他の制御信号はいずれもローレベルになる。
【0076】
例えば、制御信号Sa、S0を共にハイレベルにし、他の制御信号をいずれもローレベルにすると、クロックφ1が再生クロックとして選択される。クロックφ1に対応する波形を有するクロックが、再生クロックCrとして出力される。
【0077】
制御信号S0をハイレベルにし、制御信号Sa〜Seをこの順番で順次ハイレベルにすると、クロックφ1〜クロックφ5がこの順番で順次選択される。同様に、制御信号S1をハイレベルにし、制御信号Sa〜Seをこの順番で順次ハイレベルにすると、クロックφ6〜クロックφ10がこの順番で順次選択される。いずれの場合も、再生クロックCrの位相が順次遅れる。
【0078】
一方、制御信号S0をハイレベルにし、制御信号Sa〜Seをこの順番とは逆の順番で順次ハイレベルにすると、クロックφ1〜クロックφ5がこの順番とは逆の順番で順次選択される。同様に、制御信号S1をハイレベルにし、制御信号Sa〜Seをこの順番とは逆の順番で順次ハイレベルにすると、クロックφ6〜クロックφ10がこの順番とは逆の順番で順次選択される。いずれの場合も、再生クロックCrの位相が順次進む。
【0079】
例えばクロックφ5の次にクロックφ6を選択する際には、あるいは、クロックφ6の次にクロックφ5を選択する際には、制御信号Sa〜Se中の所定の2つの制御信号のレベルを変更すると共に、制御信号S0およびS1それぞれのレベルを変更することが必要である。クロックφ1の次にクロックφ10を選択する場合、および、クロックφ10の次にクロックφ1を選択する場合においても同様である。
【0080】
上述した構成を有する再生クロック発生器20においては、階層構造の初段を構成する信号選択回路SS1、SS2へは、それぞれ5相のクロックφ1〜φ5またはφ6〜φ10を供給すればよい。信号選択回路SS1における接合点A1での寄生容量および信号選択回路SS2における接合点A2での寄生容量を、図14に示した接合点Cでの寄生容量よりも容易に小さくすることができる。個々の信号選択回路SS1、SS2から出力されるクロックの波形の鈍りを容易に抑えることができる。バッファ22に入力されるクロックの波形の鈍りを容易に抑えることができる。
【0081】
その結果として、この再生クロック発生器20を備えたクロックリカバリー回路40およびCDR回路100においては、再生クロック発生器20でのクロックの遅延時間を容易に短くすることができると共に、再生クロックCrにジッタが生じるのを抑制しやすくなる。再生クロックCrの切り替えのタイミングを厳しく制御しなくても、再生クロックCrの切り替えを円滑に行うことが容易になるので、クロックの周波数を高めることが容易になる。
【0082】
次に、第2の実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路について説明する。
【0083】
本実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路は、再生クロック発生器へのクロックの供給形態を除き、第1の実施例によるクロックリカバリー回路40およびCDR回路100と同様の構成を有する。ここでは、再生クロック発生器へのクロックの供給形態とその形態をとることの効果についてのみ詳細に説明し、他の構成についてはその説明を省略する。
【0084】
図6は、本実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路での再生クロック発生器20Aの構成を概略的に示す。
【0085】
この再生クロック発生器20Aは、図4との対比から明らかなように、信号選択回路SS2中のスイッチング素子SW6からスイッチング素子SW10にかけて、クロックφ6〜φ10がこの順番とは逆の順番で供給される。初段に含まれるスイッチング素子SW1〜SW10の各々は、制御信号Sa〜Seのうちのどの制御信号の供給を受けるのかに応じて、5つのグループに分かれる。個々のグループは、クロックφ1〜φ10の周期Tの(2m−1)/10(mは1以上の整数であり、個々のグループに異なる値が対応する。mの最大値はグループ数に同じである。)ずつずれたクロックに対応する2個のスイッチング素子によって構成される。
【0086】
この点を除けば、再生クロック発生器20Aは、図4に示した再生クロック発生器20と同じ構成を有する。図6においては、再生クロック発生器20Aを除き、図4で用いた参照符号と同じ参照符号を各構成要素に付してある。
【0087】
図示の再生クロック発生器20Aを有する本実施例のクロックリカバリー回路およびCDR回路は、第1の実施例によるクロックリカバリー回路またはCDR回路と同様の効果を有する。さらに、以下に説明するエラー遷移を確実に防止することもできる。
【0088】
ここで、本明細書でいう「エラー遷移」とは、所望のクロックとは異なるクロックが再生クロックCrとして一時的に選択されて、出力されることを意味する。まず、エラー遷移について、図7参照しつつ具体的に説明する。
【0089】
図7は、図4に示した再生クロック発生器20において再生クロックCrをクロックφ5からクロックφ6に切り替える時の様子を概略的に示す。
【0090】
同図に示すように、再生クロック発生器20から出力される再生クロックCrは、再生クロック発生器20へ供給されるクロックφ5よりも、時刻t11と時刻t10との時差に相当する時間だけ遅延している。
【0091】
再生クロックCrとして出力するクロックをクロックφ5からクロックφ6に切り替える動作を時刻t11において制御装置36が開始すると、スイッチング素子SW5、SW6、SW11、SW12が実際に切り替わるのは、時刻t12となる。時刻t12と時刻t11との時差に相当する時間だけ遅延する。
【0092】
時刻t12においては、制御信号Seによってスイッチング素子SW5が開になると共に、制御信号Saによってスイッチング素子SW6が閉になる。また、制御信号S0によってスイッチング素子SW11が開になると共に、制御信号S1によってスイッチング素子SW12が閉になる。
【0093】
このとき、仮にスイッチング素子SW11、SW12の切り替えがスイッチング素子SW5、SW6の切り替えよりも先に起こると、スイッチング素子SW5が閉の時にはスイッチング素子SW10も閉であることから、クロックφ10が再生クロックCrとして一時的に選択され、その後にクロックφ6が再生クロックCrとして選択される。すなわち、エラー遷移が起こる。このエラー遷移を、図5中に破線の矢印Er1で示す。
【0094】
これに対し、図6に示した再生クロック発生器20Aでは、図8に示すようにして再生クロックCrが切り替わる。
【0095】
図8は、制御装置36から再生クロック発生器20Aへ供給される制御信号Sa〜Se、S0〜S1それぞれのレベルと、再生クロック発生器20Aで再生クロックCrとして選択されるクロックとの関係を示す状態遷移図である。以下の説明においては、制御信号Sa〜Se、S0〜S1がハイレベルにあるときに、この制御信号の供給を受けるスイッチング素子が閉になるものとする。
【0096】
同図においても、図5と同様に、再生クロック発生器20Aによって1つのクロックを再生クロックCrとして選択する際にハイレベルになる2つの制御信号を、1つの円内に記載してある。再生クロックCrが発生している時には、制御信号Sa〜Seのいずれか1つと、制御信号S0、S1のいずれか一方とがハイレベルになり、他の制御信号はいずれもローレベルになる。
【0097】
図8から明らかなように、信号選択回路SS2への供給形態を上述した形態にすることにより、信号選択回路SS1〜SS3が形成する階層構造の最終段(信号選択回路SS3)および初段(信号選択回路SS1〜SS2)のいずれか一方の段においのみスイッチング素子の切り替えを行うことにより、再生クロックCrを次の再生クロックCrに切り替えることが可能になる。エラー遷移を防止することができる。所望のクロックを再生クロックCrとして確実に選択することができる。
【0098】
次に、第3の実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路について説明する。
【0099】
本実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路は、(i) PLL回路10(電圧制御発振器11)によって18相のクロックφ1〜φ18が生成される点、(ii)再生クロック発生器において7個の信号選択回路SS1〜SS6およびSS10が2段の階層構造を形成する点、ならびに、(iii) 制御装置36が制御信号Sa〜ScおよびS0〜S5を再生クロック発生器に供給する点で、第1の実施例によるクロックリカバリー回路40およびCDR回路100と大きく異なる。
【0100】
これらの相違点を除いた構成は、第1の実施例によるクロックリカバリー回路40およびCDR回路100と同様である。ここでは、再生クロック発生器の構成についてのみ詳細に説明し、他の構成についてはその説明を省略する。
【0101】
図9は、本実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路での再生クロック発生器20Bの構成を概略的に示す。
【0102】
6個の信号選択回路SS1〜SS6が階層構造の初段を構成し、1個の信号選択回路SS10が階層構造の最終段を構成する。信号選択回路SS10で選択されたクロックがバッファ22に供給され、再生クロックCrとして出力される。
【0103】
この再生クロック発生器20Bでは、18相のクロックφ1〜φ18が、階層構造の初段を構成している6個の信号選択回路SS1〜SS6に供給される。これらのクロックφ1〜φ18は、クロックφ1からクロック18にかけてこの順番で、クロックφ1〜φ18の周期Tの1/18ずつ位相が遅れる。個々の信号選択回路SS1〜SS6へは、信号選択回路SS1から信号選択回路SS6にかけて、位相の進んだクロックから順番にクロックが3つずつ供給される。
【0104】
各信号選択回路SS1〜SS6はスイッチング素子を3個ずつ有し、1個のスイッチング素子に1つのクロックが供給される。初段に含まれる18個のスイッチング素子SW1〜SW18は、制御信号Sa〜Scのうちのどの制御信号によってオン/オフ制御されるかに応じて、第1〜第3のグループに分かれる。
【0105】
各グループは、クロックφ1〜φ18の周期をTとすると、それぞれ、(2×18/6)・T/18ずつ位相がずれた2組のクロックに対応する6個のスイッチング素子を含む。これら6個のスイッチング素子は、信号選択回路SS1〜SS6から1つずつ選択される。
【0106】
第1のグループは、スイッチング素子SW1、SW18を含む6個のスイッチング素子によって構成され、制御信号Saの供給を受ける。第2のグループは、スイッチング素子SW2、SW17を含む6個のスイッチング素子によって構成され、制御信号Sbの供給を受ける。残りの6個のスイッチング素子によって第3のグループが構成される。第3のグループは、制御信号Scの供給を受ける。
【0107】
各信号選択回路SS1〜SS6は、供給されたクロックの中から1つのクロックを選択して、このクロックを最終段の信号選択回路SS10へ出力する。
【0108】
信号選択回路SS10は、6個のスイッチング素子SW21〜SW26を有する。スイッチング素子SW21〜SW26の1個に1つずつクロックが供給される。これらのスイッチング素子SW21〜SW26は、それぞれが別個の制御信号S0〜S5によってオン/オフ制御される。1つのスイッチング素子へは制御信号S0〜S5のうちの1つのみが供給される。
【0109】
信号選択回路SS10は、供給された6つのクロックの中から1つのクロックを選択して、このクロックをバッファ22へ出力する。バッファ22の出力信号が再生クロックCrとなる。
【0110】
図示の再生クロック発生器20Bを有する本実施例のクロックリカバリー回路およびCDR回路は、第2の実施例によるクロックリカバリー回路またはCDR回路と同様の効果を有する。
【0111】
次に、第4の実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路について説明する。
【0112】
本実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路は、(i) 再生クロック発生器において4個の信号選択回路SS1〜SS3およびSS10が2段の階層構造を形成する点、ならびに、(ii)制御装置36が制御信号Sa〜SfおよびS0〜S2を再生クロック発生器に供給する点で、第2の実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路と大きく異なる。
【0113】
これらの相違点を除いた構成は、第2の実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路と同様である。ここでは、再生クロック発生器の構成についてのみ詳細に説明し、他の構成についてはその説明を省略する。
【0114】
図10は、本実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路での再生クロック発生器20Cの構成を概略的に示す。
【0115】
この再生クロック発生器20Cでは、各々が6個のスイッチング素子を有する3個の信号選択回路SS1〜SS3によって階層構造の初段が構成される。18個のスイッチング素子SW1〜SW18が初段に含まれる。
【0116】
これら18個のスイッチング素子SW1〜SW18は、制御信号Sa〜Sfのうちのどの制御信号によってオン/オフ制御されるかに応じて、第1〜第6のグループに分かれる。初段に供給されるクロックφ1〜φ18の周期をTとすると、各グループは、それぞれ、T/18ずつ位相がずれた3つのクロックに対応する3個のスイッチング素子を含む。これら3個のスイッチング素子は、信号選択回路SS1〜SS3から1つずつ選択される。
【0117】
位相が最も進んでいるクロックφ1の供給を受けるスイッチング素子SW1が含まれるグループを第1のグループとし、位相が最も遅れているクロックφ18の供給を受けるスイッチング素子SW18が含まれるグループを第6のグループとすると、制御信号Sa〜Sfは、第1のグループから第6のグループにかけて、この順番で1つずつ対応する。
【0118】
各信号選択回路SS1〜SS3は、供給されたクロックの中から1つのクロックを選択し、このクロックを最終段の信号選択回路SS10へ出力する。
【0119】
信号選択回路SS10は、3個のスイッチング素子SW21〜SW23を有する。スイッチング素子SW21〜SW23の1個に1つずつクロックが供給される。これらのスイッチング素子SW21〜SW26は、それぞれが別個の制御信号S0〜S2によってオン/オフ制御される。1つのスイッチング素子へは制御信号S0〜S2のうちの1つのみが供給される。
【0120】
信号選択回路SS10は、供給された3つのクロックの中から1つのクロックを選択して、このクロックをバッファ22へ出力する。バッファ22の出力信号が再生クロックCrとなる。
【0121】
図示の再生クロック発生器20Cを有する本実施例のクロックリカバリー回路およびCDR回路は、第2の実施例によるクロックリカバリー回路またはCDR回路と同様の効果を有する。
【0122】
次に、第5の実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路について説明する。
【0123】
本実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路は、(i) 再生クロック発生器において9個の信号選択回路SS1〜SS6、SS10〜SS11、およびSS15が3段の階層構造を形成する点、ならびに、(iii) 制御装置36が制御信号Sa〜Sc、S10〜S12、およびS0〜S1を再生クロック発生器に供給する点で、第3の実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路と大きく異なる。
【0124】
これらの相違点を除いた構成は、第3の実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路と同様である。ここでは、再生クロック発生器の構成についてのみ詳細に説明し、他の構成についてはその説明を省略する。
【0125】
図11は、本実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路での再生クロック発生器20Dの構成を概略的に示す。
【0126】
この再生クロック発生器20Dでは、各々が3個のスイッチング素子を有する6個の信号選択回路SS1〜SS6によって階層構造の初段が構成される。初段の構成、および初段へのクロックφ1〜φ18の供給形態は、第3の実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路と同様である。
【0127】
階層構造の第2段は、2個の信号選択回路SS10〜SS11によって構成される。信号選択回路SS1〜SS3の各々から信号選択回路SS10へクロックが1つずつ供給され、信号選択回路SS4〜SS6の各々から信号選択回路SS11へクロックが1つずつ供給される。
【0128】
各信号選択回路SS10〜SS11はスイッチング素子を3個ずつ有し、1個のスイッチング素子に1つのクロックが供給される。第2段に含まれる6個のスイッチング素子SW21〜SW26は、制御信号S10〜S12のうちのどの制御信号によってオン/オフ制御されるかに応じて、3のグループに分かれる。各グループは、2個のスイッチング素子を含む。1つのグループに1つの制御信号が供給される。
【0129】
信号選択回路SS10に供給されるクロックの中で最も位相の進んだクロックが供給されるスイッチング素子SW21は、信号選択回路SS11に供給されるクロックの中で最も位相の遅れたクロックが供給されるスイッチング素子SW26と共に1つのグループを構成する。信号選択回路SS10に供給されるクロックの中で最も位相の遅れたクロックが供給されるスイッチング素子SW23は、信号選択回路SS11に供給されるクロックの中で最も位相の進んだクロックが供給されるスイッチング素子SW24と共に1つのグループを構成する。
【0130】
信号選択回路SS10〜SS11は、各々に供給された2つのクロックの中からクロックを1つずつ選択して、これらのクロックを最終段へ出力する。
【0131】
最終段を構成する信号選択回路SS15は、図4または図6に示した信号選択回路SS3と同様に構成される。この信号選択回路SS15は、供給された2つのクロックの中から1つのクロックを選択して、このクロックをバッファ22へ出力する。バッファ22の出力信号が再生クロックCrとなる。
【0132】
図示の再生クロック発生器20Dを有する本実施例のクロックリカバリー回路およびCDR回路は、第2の実施例によるクロックリカバリー回路またはCDR回路と同様の効果を有する。9個の信号選択回路SS1〜SS6、SS10〜SS11、およびSS15によって構成された階層構造の初段においてエラー遷移を確実に防止することもできると共に、第2段においてもエラー遷移を確実に防止することができる。
【0133】
次に、第6の実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路について説明する。
【0134】
本実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路は、(i) 再生クロック発生器において7個の信号選択回路SS1〜SS4、SS10〜SS11、およびSS15が3段の階層構造を形成する点、および、(iii) 制御装置36が5つの制御信号Sa〜Seを初段の信号選択回路SS1〜SS4へ供給し、2つの制御信号S10〜S11を第2段の信号選択回路SS10〜SS11へ供給する点で、第5の実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路と大きく異なる。
【0135】
これらの相違点を除いた構成は、第5の実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路と同様である。ここでは、再生クロック発生器の構成についてのみ詳細に説明し、他の構成についてはその説明を省略する。
【0136】
図12は、本実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路での再生クロック発生器20Eの構成を概略的に示す。
【0137】
この再生クロック発生器20Eでは、4個の信号選択回路SS1〜SS4が階層構造の初段を構成する。信号選択回路SS1へ5つのクロックφ1〜φ5が供給され、信号選択回路SS2へ4つのクロックφ6〜φ9が供給される。また、信号選択回路SS3へ4つのクロックφ10〜φ13が供給され、信号選択回路SS4へ5つのクロックφ14〜φ18が供給される。
【0138】
各信号選択回路SS1〜SS4は、供給されるクロックの数と同数のスイッチング素子を有し、1個のスイッチング素子に1つのクロックが供給される。初段に含まれる18個のスイッチング素子SW1〜SW18は、制御信号Sa〜Seのうちのどの制御信号によってオン/オフ制御されるかに応じて、第1〜第5のグループに分かれる。
【0139】
第1のグループは、クロックφ1が供給されるスイッチング素子SW1と、クロックφ18が供給されるスイッチング素子SW18とによって構成され、制御信号Saの供給を受ける。
【0140】
第2〜第5のグループは、クロックφ1〜φ18の周期をTとすると、それぞれ、(2×16/4)・T/18ずつ位相がずれた2組のクロックに対応する4個のスイッチング素子を含む。制御信号Sb〜Seが、第2のグループから第5のグループにかけて、この順番で1つずつ対応する。
【0141】
各信号選択回路SS1〜SS4は、供給されたクロックの中から1つのクロックを選択して、このクロックを第2段へ出力する。
【0142】
階層構造の第2段は、2個の信号選択回路SS10〜SS11によって構成される。信号選択回路SS1〜SS2の各々から信号選択回路SS10へクロックが1つずつ供給され、信号選択回路SS3〜SS4の各々から信号選択回路SS11へクロックが1つずつ供給される。
【0143】
各信号選択回路SS10〜SS11はスイッチング素子を2個ずつ有し、1個のスイッチング素子に1つのクロックが供給される。第2段に含まれる4個のスイッチング素子SW21〜SW24は、制御信号S10〜S11のどちらの制御信号によってオン/オフ制御されるかに応じて、2のグループに分かれる。
【0144】
信号選択回路SS10に供給される2つのクロックの中で位相の進んだ方のクロックが供給されるスイッチング素子SW21は、信号選択回路SS11に供給されるクロックの中で位相の遅れた他方のクロックが供給されるスイッチング素子SW24と共に一方のグループを構成する。残りのスイッチング素子SW22、SW23が他方のグループを構成する。
【0145】
信号選択回路SS10〜SS11は、各々に供給された2つのクロックの中からクロックを1つずつ選択して、これらのクロックを最終段へ出力する。
【0146】
最終段を構成する信号選択回路SS15は、図11に示した信号選択回路SS15と同様に構成される。この信号選択回路SS15は、供給された2つのクロックの中から1つのクロックを選択して、このクロックをバッファ22へ出力する。バッファ22の出力信号が再生クロックCrとなる。
【0147】
図示の再生クロック発生器20Cを有する本実施例のクロックリカバリー回路およびCDR回路は、第2の実施例によるクロックリカバリー回路またはCDR回路と同様の効果を有する。
【0148】
以上、実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路について説明したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではない。
【0149】
例えば、クロックを生成する発振器は、PLL回路を構成している電圧制御発振器であることが好ましいが、この電圧制御発振器に限定されるものではない。PLL回路を利用する場合、このPLL回路は、周波数が異なる複数種のクロックを生成することができるように構成することも可能である。
【0150】
発振器で生成するクロックの相数は、目的とするクロックリカバリー回路またはCDR回路の用途等に応じて、10相より少なくすることもできるし、10相より多くすることもできる。
【0151】
再生クロック発生器において信号選択回路が形成する階層構造の段の数は2以上の所望数とすることができるが、この数は少ない方が好ましい。初段を幾つの信号選択回路によって構成するかは、発振器で生成するクロックの相数や信号選択回路によって形成される階層構造の段数等に応じて適宜選択可能である。
【0152】
初段を構成する個々の信号選択回路へは、各信号選択回路内でのクロックの位相が一定値ずつずれるように、クロックを供給する。
【0153】
その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能であることは当業者に自明であろう。
【0154】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、クロックリカバリー回路やクロック・データリカバリー回路の遅延時間を短くすることが容易になると共に、ジッタの小さい再生クロックを得ることが容易になる。データの伝送容量および伝送速度の増大に対応しやすいクロックリカバリー回路またはクロック・データリカバリー回路を提供することが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例によるクロックリカバリー回路およびクロック・データリカバリー回路を概略的に示すブロック図である。
【図2】図1に示した電圧制御発振器の一例を示す概略図である。
【図3】図2に示した差動インバータからの出力と、同図に示した各変換回路からの出力との関係を示すタイミングチャートである。
【図4】図1に示した再生クロック発生器の一例を示す概略図である。
【図5】図4に示した再生クロック発生器へ供給される制御信号のレベルと、この再生クロック発生器で再生クロックとして選択されるクロックとの関係を示す状態遷移図である。
【図6】第2の実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路での再生クロック発生器を示す概略図である。
【図7】図4に示した再生クロック発生器による再生クロックの切り替えの一例を概略的に示すタイミングチャートである。
【図8】図6に示した再生クロック発生器へ供給される制御信号のレベルと、この再生クロック発生器で再生クロックCrとして選択されるクロックとの関係を示す状態遷移図である。
【図9】第3の実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路での再生クロック発生器を示す概略図である。
【図10】第4の実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路での再生クロック発生器を示す概略図である。
【図11】第5の実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路での再生クロック発生器を示す概略図である。
【図12】第6の実施例によるクロックリカバリー回路およびCDR回路での再生クロック発生器を示す概略図である。
【図13】従来のクロック・データリカバリー回路の一例を示す概略図である。
【図14】図13に示したクロック・データリカバリー回路中のマルチプレクサの一例を示す概略図である。
【図15】図14に示したマルチプレクサによって再生クロックを円滑に切り替えることができなかったときの様子を概略的に示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
10…PLL回路、 11…電圧制御発振器、 20、20A、20B、20C、20D、20E…再生クロック発生器、 30…フィードバック回路、 36…制御装置、 40…クロックリカバリー回路、 50…再生データ発生器、100…クロック・データリカバリー回路、 φ1〜φn、φ1〜φ18…クロック、 SS1〜SS6、SS10〜SS11、SS15…信号選択回路、 SW1〜SW18、SW21〜SW26、SW31〜SW32…スイッチング素子、 Sa〜Sf、S0〜S5、S10〜S11…制御信号、 Cr…再生クロック、 Dr…再生データ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a clock recovery circuit that regenerates a clock so as to be synchronized with received data, and a clock / data recovery circuit including the clock recovery circuit.
[0002]
[Prior art]
Today, with the spread of local area networks and the Internet, the transmission capacity and transmission speed in data communication are steadily increasing.
[0003]
Data exchange between devices (hereinafter referred to as “nodes”) that perform data communication is generally performed in accordance with a predetermined interface standard. Various interface standards such as USB (universal serial bus), SSA (serial storage architecture), Ethernet (trademark), IEEE (institute of electrical and electronics engineers) 1394, fiber channel, etc. are known. .
[0004]
In many interface standards, data is transmitted under a predetermined frequency. The node that has received the transmission data can theoretically decode the reception data by synchronizing with the reception data using a clock having the same frequency as the frequency predetermined by the interface standard.
[0005]
However, the frequency of the internal clock of each node takes a unique value for each node. For example, even between nodes having the same clock frequency nominal value, there is a maximum error of about ± 100 ppm in the frequency of the clock generated by these nodes. In addition, the received data inevitably includes jitter.
[0006]
For this reason, in a node that exchanges data at a high speed, processing for enabling the content of received data to be decoded at its own clock frequency is performed prior to decoding of received data. This process differs depending on under what standard the data to be transmitted is encoded.
[0007]
For example, in standards such as Gigabit Ethernet, IEEE 1394b, and fiber channel, data is encoded and transmitted serially under the 8B10B encoding method. In this encoding method, 2-bit redundant data is added to continuous 8-bit data and converted to 10-bit data.
[0008]
A node that has received data created under the 8B10B encoding scheme first removes jitter in the received data using a clock / data recovery circuit.
[0009]
FIG. 13 schematically shows an example of a clock / data recovery circuit (hereinafter abbreviated as “CDR circuit”). The
[0010]
The
[0011]
The phase /
[0012]
Each of the clocks Φ <b> 1 to Φn generated by the voltage controlled
[0013]
The feedback circuit 130 includes a
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
For example, when the phase of the recovered clock Cr is delayed with respect to the phase of the received data D, the
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The clock itself generated by the
[0020]
However, by making the phase of the recovered clock Cr coincide with the phase of the received data D by the clock recovery operation, the recovered clock CR becomes a frequency that matches the clock frequency of the other party (the node on the data transmission side). Therefore, the reception data D can be accurately latched by the
[0021]
The reception data D from which the jitter has been removed, that is, the reproduction data Dr is then written in, for example, a first-in first-out (FIFO) buffer in synchronization with the reproduction clock Cr.
[0022]
The node on the receiving side reads and decodes the reproduction data Dr written in the FIFO buffer in synchronization with its own internal clock.
[0023]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 14 shows a specific configuration of the
[0024]
Clocks having different phases are supplied to the other ends of the switching elements SW1 to SW10 one by one. Further, control signals SA to SJ are supplied from the
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
This delay time depends on the parasitic capacitance at the junction C shown in FIG. As the parasitic capacitance increases, the waveform of the clock at the junction C becomes a dull waveform and the delay time increases. Further, when the clock waveform becomes dull, jitter is likely to occur in the recovered clock.
[0029]
With the recent increase in transmission capacity and transmission speed, the clock frequency is also gradually increasing. Further, the jitter tolerance required for the clock / data recovery circuit is becoming stricter, and accordingly, it is desired to generate a recovered clock using a clock recovery circuit having a higher phase resolution.
[0030]
In order to increase the phase resolution of the clock recovery circuit, it is necessary to increase the number of phases of the clock generated by the
[0031]
FIG. 15 schematically shows a state in which the clock output as the reproduction clock Cr cannot be smoothly switched from the clock Φ5 to the clock Φ6.
[0032]
As described above, the switching operation of the reproduction clock Cr is started when the
[0033]
When the
[0034]
Based on the phase of the clock Φ5 supplied to the
[0035]
If the delay time until the switching elements SW5 and SW6 are actually switched becomes longer, the switching elements SW5 and SW6 are switched when the clock Φ5 is at the high level and the clock Φ6 is at the low level as shown in the example in the figure. Become. As a result, problems such as glitches occur in the recovered clock Cr. The reproduction clock Cr cannot be switched smoothly.
[0036]
In order to smoothly switch the reproduction clock Cr, it is necessary to strictly control the switching timing, and accordingly, it is difficult to increase the clock frequency.
[0037]
An object of the present invention is to provide a clock recovery circuit that can easily shorten a delay time of a circuit and easily obtain a reproduction clock with small jitter.
[0038]
An object of the present invention is to provide a clock and data recovery circuit that can easily shorten the delay time of the circuit and can easily obtain a recovered clock with small jitter.
[0039]
[Means for Solving the Problems]
According to one aspect of the present invention, each of the plurality of signal selection circuits can selectively output one signal from a plurality of input signals, and the plurality of signal selection circuits includes at least two signal selection circuits. A hierarchical structure is formed with the signal selection circuit as the first stage and one signal selection circuit as the last stage, and one input signal is selected from a plurality of input signals supplied to the first stage to generate a reproduction clock. A regenerated clock generator capable of generating a plurality of clocks having the same frequency and a phase shifted by a fixed value, and outputting the plurality of clocks in parallel to the first stage, received data, and the regenerated clock The phase of the received data is compared with the phase of the recovered clock, and the recovered clock generator is set in a direction in which the phase of the recovered clock matches the phase of the received data. In a clock recovery circuit having a feedback circuit for feedback control, when the regenerated clock generator changes a selection state of a signal to be output, only one of the plurality of signal selection circuits forming a hierarchical structure is formed. A clock recovery circuit characterized by changing a selection state of the signal selection circuit is provided.
[0040]
According to another aspect of the present invention, each of the plurality of signal selection circuits can selectively output one signal from a plurality of input signals, and the plurality of signal selection circuits includes at least two signal selection circuits. A hierarchical structure is formed with one signal selection circuit as the first stage and one signal selection circuit as the last stage, and one input signal is selected from a plurality of input signals supplied to the first stage to generate a reproduction clock. A regenerated clock generator capable of generating a plurality of clocks having the same frequency and a phase shifted by a constant value, and outputting the plurality of clocks in parallel to the first stage, received data and the regenerated clock The phase of the received data is compared with the phase of the recovered clock, and the phase of the recovered clock is adjusted to match the phase of the received data. In a clock and data recovery circuit comprising a feedback circuit for feedback control, and a reproduction data generator capable of receiving the reception data and the reproduction clock and supplying the reception data in synchronization with the reproduction clock, The reproduction clock generator changes a selection state of a signal selection circuit of only one stage among the plurality of signal selection circuits forming a hierarchical structure when changing a selection state of an output signal. A clock and data recovery circuit is provided.
[0041]
By using the regenerative clock generator having the hierarchical structure described above, it becomes easy to suppress the dullness of the waveform of the clock output from each signal selection circuit.
[0042]
For example, when the above hierarchical structure is formed using three signal selection circuits, the first stage is constituted by two signal selection circuits. When one clock is selected from among the 10-phase clocks as the reproduction clock, each signal selection circuit constituting the first stage has only to be supplied with a 5-phase clock. It is only necessary to have one switching element. Therefore, the parasitic capacitance at the output terminal of each signal selection circuit can be easily made smaller than the parasitic capacitance at the junction C shown in FIG. Dullness of the waveform of the clock output from each signal selection circuit can be easily suppressed.
[0043]
As a result, the clock delay time in the regenerative clock generator can be easily shortened. In addition, it is easy to suppress the occurrence of jitter in the recovered clock. Even if the timing of switching the reproduction clock is not strictly controlled, it becomes easy to smoothly switch the reproduction clock, so that it is easy to increase the clock frequency.
[0044]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 schematically shows a clock recovery circuit and a CDR circuit according to the first embodiment.
[0045]
The
[0046]
Among the constituent elements shown in FIG. 1, those common to the constituent elements shown in FIG. 13 or FIG. 14 are assigned the same reference numerals as those used in FIG. 13 or FIG.
[0047]
In the
[0048]
These clocks φ1 to φn are supplied to the
[0049]
The
[0050]
The
[0051]
Hereinafter, the configuration of the voltage-controlled
[0052]
FIG. 2 schematically shows the voltage controlled
[0053]
The first-
[0054]
A total of ten
[0055]
One of the two conversion circuits corresponding to one differential inverter receives the inverted output from the corresponding differential inverter at the inverted input terminal (−), and receives the non-inverted output at the non-inverted input terminal (+). Then, a predetermined clock is generated. The other conversion circuit receives the inverted output from the corresponding differential inverter at the non-inverted input terminal (+) and the non-inverted output at the inverted input terminal (−), and generates a predetermined clock. These two conversion circuits generate clocks with opposite phases.
[0056]
Since the illustrated voltage controlled
[0057]
FIG. 3 is a timing chart showing the relationship between the differential outputs from the
[0058]
As shown in the figure, the non-inverted output Es1 and the inverted output Os1 from the
[0059]
Since the differential output from the differential inverter has the period T, each of the clocks φ1 to φ10 output from the
[0060]
From one conversion circuit, one clock that rises below the period T in synchronization with the time when the waveforms of the differential outputs from the differential inverter corresponding to the conversion circuit cross each other, and this clock is opposite Phase clock. In FIG. 3, the time when the waveforms of the differential outputs Os2 and Es2 from the differential inverter 11B cross each other is indicated by t3, and the time when the waveforms of the differential outputs Os5 and Es5 from the differential inverter 11E cross each other is indicated by t4. Show.
[0061]
Since the phase of the differential output of each of the
[0062]
When the clocks φ1 to φ10 shown in FIG. 2 are arranged in this order, the phases are shifted by T / 10 from the clock φ1 to the clock φ10. That is, 10-phase clocks φ1 to φ10 whose phases are shifted by T / 10 can be generated by the voltage controlled
[0063]
Next, the configuration of the regenerated
[0064]
FIG. 4 schematically shows the configuration of the
[0065]
The signal selection circuit SS1 has five switching elements SW1 to SW5. One end of each of these switching elements SW1 to SW5 is electrically connected to each other, and five phases of clocks φ1 to φ5 are supplied to each other end from the voltage controlled
[0066]
The operations of the switching elements SW1 to SW5 are controlled by the control signals Sa to Se supplied from the
[0067]
The signal selection circuit SS2 has five switching elements SW6 to SW10. One end of each of these switching elements SW6 to SW10 is electrically connected to each other, and the other end of each of the switching elements SW6 to SW10 is supplied with five-phase clocks φ6 to φ10 from the voltage controlled
[0068]
The operations of the switching elements SW6 to SW10 are controlled by the control signals Sa to Se supplied from the
[0069]
The switching elements SW1 to SW10 are divided into five groups depending on which control signal is used for on / off control. Each group is constituted by two switching circuits corresponding to two clocks having opposite phases, that is, two clocks whose phases are shifted from each other by a half of one cycle.
[0070]
Since one control signal corresponds to one switching element in the signal selection circuit SS1 and one switching element in the signal selection circuit SS2, one control signal corresponds to one of the signal selection circuits SS1 and SS2. When a clock is selected, one clock is always selected also in the other signal selection circuit.
[0071]
The signal selection circuit SS3 includes two switching elements SW11 to SW12. The output of the signal selection circuit SS1 is supplied from the junction point A1 to one end of the switching element SW11. The output of the signal selection circuit SS2 is supplied from the junction point A2 to one end of the switching element SW12. The other ends of the switching elements SW11 to SW12 are electrically connected to each other at a junction point A3.
[0072]
The operation of the switching element SW11 is controlled by the control signal S0 supplied from the
[0073]
The output from the signal selection circuit SS3 is supplied to the
[0074]
FIG. 5 shows the relationship between the levels of the control signals Sa to Se and S0 to S1 supplied from the
[0075]
In the figure, two control signals that become high level when one clock is selected as the reproduction clock Cr by the
[0076]
For example, when both the control signals Sa and S0 are set to the high level and all other control signals are set to the low level, the clock φ1 is selected as the reproduction clock. A clock having a waveform corresponding to the clock φ1 is output as the reproduction clock Cr.
[0077]
When the control signal S0 is set to the high level and the control signals Sa to Se are sequentially set to the high level in this order, the clocks φ1 to φ5 are sequentially selected in this order. Similarly, when the control signal S1 is set to the high level and the control signals Sa to Se are sequentially set to the high level in this order, the clocks φ6 to φ10 are sequentially selected in this order. In either case, the phase of the reproduction clock Cr is sequentially delayed.
[0078]
On the other hand, when the control signal S0 is set to the high level and the control signals Sa to Se are sequentially set to the high level in the reverse order, the clocks φ1 to φ5 are sequentially selected in the reverse order. Similarly, when the control signal S1 is set to the high level and the control signals Sa to Se are sequentially set to the high level in the reverse order, the clocks φ6 to φ10 are sequentially selected in the reverse order. In either case, the phase of the reproduction clock Cr advances sequentially.
[0079]
For example, when the clock φ6 is selected after the clock φ5, or when the clock φ5 is selected after the clock φ6, the levels of two predetermined control signals in the control signals Sa to Se are changed. It is necessary to change the levels of the control signals S0 and S1. The same applies when the clock φ10 is selected after the clock φ1 and when the clock φ1 is selected after the clock φ10.
[0080]
In the regenerated
[0081]
As a result, in the
[0082]
Next, a clock recovery circuit and a CDR circuit according to the second embodiment will be described.
[0083]
The clock recovery circuit and the CDR circuit according to this embodiment have the same configuration as the
[0084]
FIG. 6 schematically shows the configuration of the regenerated
[0085]
As is clear from the comparison with FIG. 4, the regenerated
[0086]
Except for this point, the recovered
[0087]
The clock recovery circuit and CDR circuit of this embodiment having the regenerated
[0088]
Here, “error transition” in this specification means that a clock different from a desired clock is temporarily selected and output as the reproduction clock Cr. First, error transition will be specifically described with reference to FIG.
[0089]
FIG. 7 schematically shows a state when the reproduction clock Cr is switched from the clock φ5 to the clock φ6 in the
[0090]
As shown in the figure, the recovered clock Cr output from the recovered
[0091]
When the
[0092]
At time t12, the switching element SW5 is opened by the control signal Se, and the switching element SW6 is closed by the control signal Sa. Further, the switching element SW11 is opened by the control signal S0, and the switching element SW12 is closed by the control signal S1.
[0093]
At this time, if switching of the switching elements SW11 and SW12 occurs prior to switching of the switching elements SW5 and SW6, since the switching element SW10 is also closed when the switching element SW5 is closed, the clock φ10 is used as the reproduction clock Cr. Temporarily selected, and thereafter clock φ6 is selected as the reproduction clock Cr. That is, an error transition occurs. This error transition is indicated by a broken arrow Er1 in FIG.
[0094]
On the other hand, in the
[0095]
FIG. 8 shows the relationship between the levels of the control signals Sa to Se and S0 to S1 supplied from the
[0096]
Also in the figure, as in FIG. 5, two control signals that are at a high level when one clock is selected as the reproduction clock Cr by the
[0097]
As is apparent from FIG. 8, by providing the signal selection circuit SS2 with the above-described configuration, the final stage (signal selection circuit SS3) and the first stage (signal selection) of the hierarchical structure formed by the signal selection circuits SS1 to SS3 are formed. By switching the switching element only in one of the stages of the circuits SS1 to SS2), it becomes possible to switch the reproduction clock Cr to the next reproduction clock Cr. Error transition can be prevented. A desired clock can be reliably selected as the reproduction clock Cr.
[0098]
Next, a clock recovery circuit and a CDR circuit according to the third embodiment will be described.
[0099]
The clock recovery circuit and the CDR circuit according to the present embodiment are (i) that 18-phase clocks φ1 to φ18 are generated by the PLL circuit 10 (voltage controlled oscillator 11), and (ii) seven signals in the regenerative clock generator. The selection circuits SS1 to SS6 and SS10 form a two-stage hierarchical structure, and (iii) the
[0100]
The configuration excluding these differences is the same as that of the
[0101]
FIG. 9 schematically shows a configuration of the regenerated
[0102]
Six signal selection circuits SS1 to SS6 constitute the first stage of the hierarchical structure, and one signal selection circuit SS10 constitutes the final stage of the hierarchical structure. The clock selected by the signal selection circuit SS10 is supplied to the
[0103]
In the regenerated
[0104]
Each signal selection circuit SS1 to SS6 has three switching elements, and one clock is supplied to one switching element. The 18 switching elements SW1 to SW18 included in the first stage are divided into first to third groups depending on which control signal of the control signals Sa to Sc is turned on / off.
[0105]
Each group includes six switching elements corresponding to two sets of clocks whose phases are shifted by (2 × 18/6) · T / 18, respectively, where T is the period of the clocks φ1 to φ18. These six switching elements are selected one by one from the signal selection circuits SS1 to SS6.
[0106]
The first group is composed of six switching elements including switching elements SW1 and SW18, and is supplied with a control signal Sa. The second group is composed of six switching elements including switching elements SW2 and SW17, and receives a control signal Sb. The remaining six switching elements form a third group. The third group is supplied with the control signal Sc.
[0107]
Each of the signal selection circuits SS1 to SS6 selects one clock from the supplied clocks and outputs this clock to the signal selection circuit SS10 at the final stage.
[0108]
The signal selection circuit SS10 has six switching elements SW21 to SW26. One clock is supplied to each of the switching elements SW21 to SW26. These switching elements SW21 to SW26 are on / off controlled by separate control signals S0 to S5, respectively. Only one of the control signals S0 to S5 is supplied to one switching element.
[0109]
The signal selection circuit SS10 selects one clock from the supplied six clocks and outputs this clock to the
[0110]
The clock recovery circuit and CDR circuit of this embodiment having the regenerated
[0111]
Next, a clock recovery circuit and a CDR circuit according to the fourth embodiment will be described.
[0112]
The clock recovery circuit and the CDR circuit according to the present embodiment are: (i) the four signal selection circuits SS1 to SS3 and SS10 in the reproduction clock generator form a two-stage hierarchical structure; and (ii) the
[0113]
The configuration excluding these differences is the same as that of the clock recovery circuit and the CDR circuit according to the second embodiment. Here, only the configuration of the regenerative clock generator will be described in detail, and description of other configurations will be omitted.
[0114]
FIG. 10 schematically shows a configuration of a regenerated clock generator 20C in the clock recovery circuit and the CDR circuit according to this embodiment.
[0115]
In the regenerated clock generator 20C, the first stage of the hierarchical structure is configured by three signal selection circuits SS1 to SS3 each having six switching elements. Eighteen switching elements SW1 to SW18 are included in the first stage.
[0116]
These 18 switching elements SW1 to SW18 are divided into first to sixth groups depending on which control signal among the control signals Sa to Sf is on / off controlled. If the period of the clocks φ1 to φ18 supplied to the first stage is T, each group includes three switching elements corresponding to three clocks whose phases are shifted by T / 18. These three switching elements are selected one by one from the signal selection circuits SS1 to SS3.
[0117]
A group including the switching element SW1 receiving the supply of the clock φ1 whose phase is most advanced is defined as a first group, and a group including the switching element SW18 receiving the supply of the clock φ18 whose phase is most delayed is a sixth group. Then, the control signals Sa to Sf correspond one by one in this order from the first group to the sixth group.
[0118]
Each signal selection circuit SS1 to SS3 selects one clock from the supplied clocks, and outputs this clock to the signal selection circuit SS10 in the final stage.
[0119]
The signal selection circuit SS10 includes three switching elements SW21 to SW23. One clock is supplied to each of the switching elements SW21 to SW23. These switching elements SW21 to SW26 are on / off controlled by separate control signals S0 to S2. Only one of the control signals S0 to S2 is supplied to one switching element.
[0120]
The signal selection circuit SS10 selects one clock from the supplied three clocks and outputs this clock to the
[0121]
The clock recovery circuit and CDR circuit of this embodiment having the regenerated clock generator 20C shown in the figure have the same effects as the clock recovery circuit or CDR circuit of the second embodiment.
[0122]
Next, a clock recovery circuit and a CDR circuit according to a fifth embodiment will be described.
[0123]
The clock recovery circuit and the CDR circuit according to the present embodiment are (i) the nine signal selection circuits SS1 to SS6, SS10 to SS11, and SS15 in the reproduction clock generator form a three-stage hierarchical structure, and ( iii) It differs greatly from the clock recovery circuit and the CDR circuit according to the third embodiment in that the
[0124]
The configuration excluding these differences is the same as that of the clock recovery circuit and CDR circuit according to the third embodiment. Here, only the configuration of the regenerative clock generator will be described in detail, and description of other configurations will be omitted.
[0125]
FIG. 11 schematically shows the configuration of the regenerated clock generator 20D in the clock recovery circuit and the CDR circuit according to this embodiment.
[0126]
In the regenerated clock generator 20D, the first stage of the hierarchical structure is configured by six signal selection circuits SS1 to SS6 each having three switching elements. The configuration of the first stage and the supply form of the clocks φ1 to φ18 to the first stage are the same as those of the clock recovery circuit and the CDR circuit according to the third embodiment.
[0127]
The second stage of the hierarchical structure is composed of two signal selection circuits SS10 to SS11. One clock is supplied from each of the signal selection circuits SS1 to SS3 to the signal selection circuit SS10, and one clock is supplied from each of the signal selection circuits SS4 to SS6 to the signal selection circuit SS11.
[0128]
Each signal selection circuit SS10 to SS11 has three switching elements, and one clock is supplied to one switching element. The six switching elements SW21 to SW26 included in the second stage are divided into three groups depending on which of the control signals S10 to S12 is controlled to be turned on / off. Each group includes two switching elements. One control signal is supplied to one group.
[0129]
The switching element SW21 to which the clock with the most advanced phase among the clocks supplied to the signal selection circuit SS10 is supplied is the switching to which the clock with the most delayed phase is supplied among the clocks supplied to the signal selection circuit SS11. A group is formed together with the element SW26. The switching element SW23 to which the clock having the most delayed phase among the clocks supplied to the signal selection circuit SS10 is switched is supplied with the clock having the most advanced phase among the clocks supplied to the signal selection circuit SS11. A group is formed together with the element SW24.
[0130]
The signal selection circuits SS10 to SS11 select one clock from two clocks supplied to each, and output these clocks to the final stage.
[0131]
The signal selection circuit SS15 configuring the final stage is configured in the same manner as the signal selection circuit SS3 illustrated in FIG. 4 or FIG. The signal selection circuit SS15 selects one clock from the two supplied clocks and outputs this clock to the
[0132]
The clock recovery circuit and CDR circuit of this embodiment having the regenerated clock generator 20D shown in the figure have the same effects as the clock recovery circuit or CDR circuit of the second embodiment. Error transition can be reliably prevented in the first stage of the hierarchical structure constituted by nine signal selection circuits SS1 to SS6, SS10 to SS11, and SS15, and error transition can also be reliably prevented in the second stage. Can do.
[0133]
Next, a clock recovery circuit and a CDR circuit according to the sixth embodiment will be described.
[0134]
The clock recovery circuit and the CDR circuit according to the present embodiment are: (i) the seven signal selection circuits SS1 to SS4, SS10 to SS11, and SS15 in the reproduction clock generator form a three-stage hierarchical structure; iii) The
[0135]
The configuration excluding these differences is the same as that of the clock recovery circuit and CDR circuit according to the fifth embodiment. Here, only the configuration of the regenerative clock generator will be described in detail, and description of other configurations will be omitted.
[0136]
FIG. 12 schematically shows a configuration of the regenerated clock generator 20E in the clock recovery circuit and the CDR circuit according to this embodiment.
[0137]
In this reproduction clock generator 20E, four signal selection circuits SS1 to SS4 constitute the first stage of the hierarchical structure. Five clocks φ1 to φ5 are supplied to the signal selection circuit SS1, and four clocks φ6 to φ9 are supplied to the signal selection circuit SS2. In addition, four clocks φ10 to φ13 are supplied to the signal selection circuit SS3, and five clocks φ14 to φ18 are supplied to the signal selection circuit SS4.
[0138]
Each of the signal selection circuits SS1 to SS4 has the same number of switching elements as the number of clocks to be supplied, and one clock is supplied to one switching element. The 18 switching elements SW1 to SW18 included in the first stage are divided into first to fifth groups depending on which control signal of the control signals Sa to Se is turned on / off.
[0139]
The first group includes a switching element SW1 to which a clock φ1 is supplied and a switching element SW18 to which a clock φ18 is supplied, and receives a control signal Sa.
[0140]
In the second to fifth groups, when the period of the clocks φ1 to φ18 is T, four switching elements corresponding to two sets of clocks whose phases are shifted by (2 × 16/4) · T / 18 respectively. including. The control signals Sb to Se correspond one by one in this order from the second group to the fifth group.
[0141]
Each signal selection circuit SS1 to SS4 selects one clock from the supplied clocks and outputs this clock to the second stage.
[0142]
The second stage of the hierarchical structure is composed of two signal selection circuits SS10 to SS11. One clock is supplied from each of the signal selection circuits SS1 to SS2 to the signal selection circuit SS10, and one clock is supplied from each of the signal selection circuits SS3 to SS4 to the signal selection circuit SS11.
[0143]
Each of the signal selection circuits SS10 to SS11 has two switching elements, and one clock is supplied to one switching element. The four switching elements SW21 to SW24 included in the second stage are divided into two groups according to which of the control signals S10 to S11 is controlled to be turned on / off.
[0144]
Among the two clocks supplied to the signal selection circuit SS10, the switching element SW21 to which the clock with the phase advanced is supplied has the other clock whose phase is delayed among the clocks supplied to the signal selection circuit SS11. One group is formed together with the supplied switching element SW24. The remaining switching elements SW22 and SW23 constitute the other group.
[0145]
The signal selection circuits SS10 to SS11 select one clock from two clocks supplied to each, and output these clocks to the final stage.
[0146]
The signal selection circuit SS15 constituting the final stage is configured similarly to the signal selection circuit SS15 shown in FIG. The signal selection circuit SS15 selects one clock from the two supplied clocks and outputs this clock to the
[0147]
The clock recovery circuit and CDR circuit of this embodiment having the regenerated clock generator 20C shown in the figure have the same effects as the clock recovery circuit or CDR circuit of the second embodiment.
[0148]
Although the clock recovery circuit and the CDR circuit according to the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
[0149]
For example, the oscillator that generates the clock is preferably a voltage controlled oscillator constituting a PLL circuit, but is not limited to this voltage controlled oscillator. When a PLL circuit is used, the PLL circuit can be configured to generate a plurality of types of clocks having different frequencies.
[0150]
The number of clock phases generated by the oscillator can be less than 10 phases or more than 10 phases depending on the intended use of the clock recovery circuit or CDR circuit.
[0151]
The number of stages in the hierarchical structure formed by the signal selection circuit in the regenerative clock generator can be set to a desired number of 2 or more, but it is preferable that this number be smaller. The number of signal selection circuits constituting the first stage can be appropriately selected according to the number of clock phases generated by the oscillator, the number of stages of the hierarchical structure formed by the signal selection circuit, and the like.
[0152]
A clock is supplied to each signal selection circuit constituting the first stage so that the phase of the clock in each signal selection circuit is shifted by a certain value.
[0153]
It will be apparent to those skilled in the art that other various modifications, improvements, combinations, and the like are possible.
[0154]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is easy to shorten the delay time of the clock recovery circuit and the clock / data recovery circuit, and it is easy to obtain a reproduction clock with small jitter. It becomes easy to provide a clock recovery circuit or a clock data recovery circuit that can easily cope with an increase in data transmission capacity and transmission speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a clock recovery circuit and a clock / data recovery circuit according to a first embodiment;
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a voltage controlled oscillator illustrated in FIG. 1;
3 is a timing chart showing a relationship between an output from the differential inverter shown in FIG. 2 and an output from each conversion circuit shown in FIG.
4 is a schematic diagram showing an example of a regenerated clock generator shown in FIG.
5 is a state transition diagram showing the relationship between the level of a control signal supplied to the recovered clock generator shown in FIG. 4 and a clock selected as a recovered clock by the recovered clock generator. FIG.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a recovered clock generator in a clock recovery circuit and a CDR circuit according to a second embodiment.
7 is a timing chart schematically showing an example of switching of a reproduction clock by the reproduction clock generator shown in FIG.
8 is a state transition diagram showing the relationship between the level of a control signal supplied to the reproduction clock generator shown in FIG. 6 and a clock selected as the reproduction clock Cr by the reproduction clock generator.
FIG. 9 is a schematic diagram showing a recovered clock generator in a clock recovery circuit and a CDR circuit according to a third embodiment.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a recovered clock generator in a clock recovery circuit and a CDR circuit according to a fourth embodiment.
FIG. 11 is a schematic diagram showing a recovered clock generator in a clock recovery circuit and a CDR circuit according to a fifth embodiment.
FIG. 12 is a schematic diagram showing a recovered clock generator in a clock recovery circuit and a CDR circuit according to a sixth embodiment.
FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of a conventional clock and data recovery circuit.
14 is a schematic diagram showing an example of a multiplexer in the clock / data recovery circuit shown in FIG. 13; FIG.
FIG. 15 is a timing chart schematically showing a state when the reproduction clock cannot be switched smoothly by the multiplexer shown in FIG. 14;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
周波数が同じで位相が一定値ずつずれた複数のクロックを生成し、前記初段に前記複数のクロックを並列に出力することができる発振器と、
受信データと前記再生クロックとの供給を受けて、前記受信データの位相と前記再生クロックの位相とを比較し、前記再生クロックの位相が前記受信データの位相と一致する方向に前記再生クロック発生器をフィードバック制御するフィードバック回路と
を有するクロックリカバリー回路において、
前記再生クロック発生器が、出力する信号の選択状態を変更する際に、階層構造を形成する前記複数の信号選択回路のうちただ1つの段の信号選択回路の選択状態を変化させることを特徴とするクロックリカバリー回路。 Each has a plurality of signal selection circuits capable of selectively outputting one signal from a plurality of input signals, and the plurality of signal selection circuits have at least two signal selection circuits as the first stage, A regenerative clock generator capable of generating a regenerative clock by selecting a single input signal from a plurality of input signals supplied to the first stage, forming a hierarchical structure with the signal selection circuit as the final stage;
An oscillator capable of generating a plurality of clocks having the same frequency and a phase shifted by a constant value, and outputting the plurality of clocks in parallel to the first stage;
Receiving the received data and the recovered clock, the phase of the received data is compared with the phase of the recovered clock, and the recovered clock generator is in a direction in which the phase of the recovered clock matches the phase of the received data In a clock recovery circuit having a feedback circuit for performing feedback control ,
The reproduction clock generator changes a selection state of a signal selection circuit of only one stage among the plurality of signal selection circuits forming a hierarchical structure when changing a selection state of an output signal. Clock recovery circuit.
周波数が同じで位相が一定値ずつずれた複数のクロックを生成し、前記初段に前記複数のクロックを並列に出力することができる発振器と、 An oscillator capable of generating a plurality of clocks having the same frequency and a phase shifted by a constant value, and outputting the plurality of clocks in parallel to the first stage;
受信データと前記再生クロックとの供給を受けて、前記受信データの位相と前記再生クロックの位相とを比較し、前記再生クロックの位相が前記受信データの位相と一致する方向に前記再生クロック発生器をフィードバック制御するフィードバック回路と、 Receiving the received data and the recovered clock, the phase of the received data is compared with the phase of the recovered clock, and the recovered clock generator is in a direction in which the phase of the recovered clock matches the phase of the received data A feedback circuit for feedback control;
前記受信データと前記再生クロックとの供給を受け、前記再生クロックに前記受信データを同期させて出力することができる再生データ発生器と A reproduction data generator capable of receiving the reception data and the reproduction clock and outputting the reception data in synchronization with the reproduction clock;
を有するクロック・データリカバリー回路において、In the clock and data recovery circuit having
前記再生クロック発生器が、出力する信号の選択状態を変更する際に、階層構造を形成する前記複数の信号選択回路のうちただ1つの段の信号選択回路の選択状態を変化させることを特徴とするクロック・データリカバリー回路。 The reproduction clock generator changes a selection state of a signal selection circuit of only one stage among the plurality of signal selection circuits forming a hierarchical structure when changing a selection state of an output signal. Clock and data recovery circuit.
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