[发明专利]相位比较器和相位调整电路

说明书

技术领域

本发明涉及在数据通信中使接收到的数据与时钟信号同步的相位调整技术。

背景技术

在设备间进行数据通信时，接收侧的设备的时钟和发送侧的设备的时钟没有取得同步，并且由于电源噪声及温度等工作环境的不同，时钟频率也不相同，因此在接收侧的设备中，需要根据接收到的数据再现时钟。该处理一般被称为定时恢复、数据时钟恢复等。

按照一般的定时恢复技术，反复进行如下的操作，即在接收侧产生时钟，检测该时钟与接收数据的相位差，并按照该检测出的相位差来调整时钟的频率或相位。

图23示出一般的相位差检测电路。在该图中，161表示数据检测电路，162表示时钟检测电路，163表示判断电路。数据检测电路161和时钟检测电路162是触发器电路，数据引脚被固定成H电平，各接收数据、时钟分别被输入到时钟引脚中。另外，复位引脚中被输入了判断电路163输出的复位信号。当接收数据为H时，数据检测电路161的输出成为H，作为UP信号而被输出。同样，时钟信号为H时，时钟检测电路162的输出成为H，作为DOWN信号而被输出。判断电路163监视数据检测电路161的输出和时钟检测电路162的输出，当其双方为H时输出复位信号。即，在数据检测电路161和时钟检测电路162这两个输出为H的时刻被复位，回到L。为此，数据相对于时钟信号超前时在与相位差相同的期间输出UP信号，相反则在与相位差相同的期间输出DOWN信号。由此，检测时钟信号的相位相对于数据超前或者滞后多少。

采用这种方法的相位差检测能用简单的电路来实现，但由于触发器电路的输出延迟等成为问题，因此很难应对高速的数据通信。为了解决这样的课题，在专利文献1种公开了一种在高速数据通信中并行相位差检测处理的方法。

专利文献1中公开了一种相位比较器，该相位比较器将接收侧的设备的时钟频率设为数据传输率f(f＝1/T)的1/(2N+1)(其中，N为1以上的整数)，其具有相位差为T的第0相位～第2N相位的2N+1相的时钟信号，为了检测各时钟信号和数据的相位差而进行使用了2N+1个相位差检测电路的并行处理。

在以下的说明中，表示记为第k-1相位的时钟信号时的相位编号K-1(K为0以上并且为2N以下的整数)，在0以上时为除以2N+1后的余数，负的情况下为用K+2N来求出。

图24示出专利文献1中所公开的相位比较器。在该图中，140表示相位差检测电路，141表示比较期间检测电路，142表示窗口设定电路，143表示转变点检测电路，144表示基准点检测电路，145表示判断电路，146表示延迟电路。其中，相位差检测电路140、比较期间检测电路141和窗口设定电路142在每个相位比较器中各具有2N+1个。

作为2N+1个之中的第K个(K为0～2N的整数)的第K比较期间检测电路141，检查第K相位的时钟信号和第(K-1)相位的时钟信号，在第K相位的时钟信号为L并且第(K-1)相位的时钟信号为H时，输出表示是第K相位的时钟信号和数据进行相位比较的期间的信号。第K窗口设定电路142在数据的上升沿取入第K比较期间检测电路141的输出信号，保持到第(K+1)相位的时钟信号为H为止，作为第K比较使能信号而进行输出。

在相位差检测电路140，转变点检测电路143与数据的上升沿同步而输出UP信号，基准点检测电路144与时钟信号的上升沿同步而输出DOWN信号。另一方面，判断电路145在UP信号和DOWN信号这两者为H时、或者比较使能信号为L时，输出使转变点检测电路143和基准点检测电路144这两个输出复位的清零信号。其结果，相位差检测电路140在比较使能信号为L的期间什么也不输出，当比较使能信号为H时，进行与使用图23说明过的相位差检测电路相同的工作。

第K相位差检测电路140被输入第K比较使能信号，作为数据被输入了在延迟电路146延迟了0.5T的数据，作为时钟信号被输入了第K相位的时钟信号，因此在第K比较使能信号为H期间检测延迟了0.5T的数据和第K相位的时钟信号的相位差，输出与该结果对应得UP信号和DOWN信号。

图25表示专利文献1的相位比较器的时序图。在此，为了简化说明，设时钟的周期为数据传输率的1/5，仅对这种情况下的第1相位差检测电路的工作进行说明。

图中，1501～1505分别表示第0相位～第4相位的时钟信号，1506表示第1比较期间检测电路141的输出信号，1507表示第1比较使能信号，1508表示数据，1509表示延迟了0.5T的数据，1510、1511分别表示UP信号、DOWN信号、1512表示清零信号。