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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Taktwiedergewinnungsschaltung
und eine Kommunikationsvorrichtung. Insbesondere bezieht sich die
vorliegende Erfindung auf eine Taktwiedergewinnungsschaltung zum
Einstellen der Zeit eines Taktsignals gegenüber einem Datensignal und eine
Kommunikationsvorrichtung, die mit der Taktwiedergewinnungsschaltung
versehen ist.
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Weiterhin
bezieht sich diese Patentanmeldung auf die folgende Japanische Patentanmeldung, deren
Inhalt hier einbezogen wird, wenn es in dem benannten Staat anwendbar
ist.
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JPA
Nr. 2003-391456; angemeldet am 20. November 2003.
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Eine
Kommunikations-LSI verwendet eine Taktwiedergewinnungsschaltung
zum Einstellen der Phase eines Taktsignals, um ein Datensignal wiederzugewinnen.
Eine derartige Taktwiedergewinnungsschaltung vergleicht die Phasen
des Datensignals und des Taktsignals und stellt die Phase des Taktsignals
unter Verwendung einer variablen Verzögerungsschaltung ein. Eine
herkömmliche
variable Verzögerungsschaltung
ist mit einer Grobverzögerungsschaltung,
deren Auflösung
gering und deren variabler Bereich groß sind, einer Feinverzögerungsschaltung,
der Auflösung
hoch und deren variabler Bereich derselbe wie der der Grobverzögerungsschaltung sind,
und einer Feinverzögerungsschaltung
zum Kompensieren der Änderung
der Fortpflanzungsverzögerungszeit
aufgrund der Änderung
der Störung oder
der Umweltbedingungen in Echtzeit versehen. Als die Feinverzögerungsschaltung
zum Kompensieren der Änderung
der Fortpflanzungsverzögerungszeit
aufgrund der Änderung
der Störung
oder der Umweltbedingungen in Echtzeit wird eine solche vorgeschlagen,
die zusammen mit einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) einer
DLL-Schaltung verwendet wird (siehe Patentdokument 1) [Patentdokument
1] Internationale Veröffentlichung
Nr. 03/036796.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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DURCH DIE
ERFINDUNG ZU LÖSENDE
PROBLEME
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Jedoch
wird in der Feinverzögerungsschaltung,
die zusammen mit dem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) der DLL-Schaltung
verwendet wird, ein variabler Bereich benötigt, der ausreichend groß ist zum
Kompensieren der Änderung
der Prozesse der Störung
und der Änderung
der Umgebungsbedingungen, so dass die Schaltungsgröße zunimmt und
der Grad der Augenöffnung
der Daten aufgrund der Phasenstörung
der PLL-Schaltung eng wird.
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Daher
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Taktwiedergewinnungsschaltung
und eine Kommunikationsvorrichtung vorzusehen, die in der Lage sind,
die vorgenannten, den Stand der Technik begleitenden Nachteile zu überwinden.
Die obige und andere Aufgaben können
durch in den unabhängigen
Ansprüche
beschriebene Kombinationen gelöst
werden. Die abhängigen
Ansprüche
definieren weitere vorteilhafte und beispielhafte Kombinationen
der vorliegenden Erfindung.
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MITTEL ZUM
LÖSEN DER
PROBLEME
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Gemäß dem ersten
Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Taktwiedergewinnungsschaltung
zum Einstellen der Zeit eines Taktsignals gegenüber einem Datensignal mehrere
Stufen von ersten variablen Verzögerungselementen,
die in Reihe gekoppelt sind zum aufeinander folgenden Verzögern des
Datensignals um eine erste Verzögerungszeit, mehrere
Stufen von zweiten variablen Verzögerungselementen, die in Reihe
gekoppelt sind zum aufeinander folgenden Verzögern des von einer Bezugstakt-Erzeugungsschaltung
erzeugten Taktsignals um eine zweite Verzögerungszeit, die länger als
die erste Verzögerungszeit
ist, mehrere Zeitkomparatoren zum Abtasten jedes der mehreren Datensignale, die
durch jede der mehreren Stufen von ersten variablen Verzögerungselementen
verzögert
wurden, mit dem Taktsignal, das durch die zweiten variablen Verzögerungselemente
verzögert
wurde, deren Stufen jeweils dieselben wie die mehreren Stufen von
ersten variablen Verzögerungselementen
sind, mehrere EOR-Schaltungen
zum Durchführen
einer Exklusiv-ODER-Operation
jeweils bei Sätzen
von mehreren der Abtastergebnisse, wobei ein Paar von Abtastergebnissen
durch jedes von Paaren der aufeinander folgenden Zeitkomparatoren
als einer der Sätze von
mehreren der Abtastergebnisse genommen wird, eine Zeitbeurteilungseinheit
zum Beurteilen der Zeit des durch die Bezugstakt-Erzeugungsschaltung
erzeugten Taktsignals entsprechend dem Datensignal auf der Grundlage
eines Operationsergebnisses von jedem der mehreren EOR-Schaltungen, und
eine variable Wiedergewinnungsverzögerungsschaltung zum Verzögern des
von der Bezugstakt-Erzeugungsschaltung erzeugten Taktsignals auf
der Grundlage eines Beurteilungsergebnisses der Zeitbeurteilungseinheit.
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Die
Zeitbeurteilungseinheit kann die Zeit des von der Bezugstakt-Erzeugungsschaltung
erzeugten Taktsignals entsprechend dem Datensignal beurteilen, indem
die Zeit des Taktsignals als eine Flanke des Datensignals erfasst
wird, wenn einer der das Taktsignal empfangenden Zeitkomparatoren
das Paar von Abtastergebnissen abtastet, wobei das Paar von Abtastergebnissen
durch eine der mehreren EOR-Schaltungen verwendet wird, die eine
Exklusiv-ODER-Operation durchführen,
und wobei die eine der EOR-Schaltungen einen logischen Wert ausgibt,
der anzeigt, dass das Paar von Abtastergebnissen einander unterschiedlich
ist.
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Die
mehreren Zeitkomparatoren können
enthalten: eine erste Zeitkomparatorgruppe, die ein Satz der mehreren
Zeitkomparatoren zum Abtasten des Datensignals auf der Grundlage
des Taktsignals, dessen verzögerte
Zeit eine erste Verzögerungszeit oder
kürzer
ist, ist, und eine zweite Zeitkomparatorgruppe, die ein Satz der mehreren
Zeitkomparatoren zum Abtasten des Datensignals auf der Grundlage des
Taktsignals, dessen verzögerte
Zeit eine zweite Verzögerungszeit
oder länger
ist, ist; die mehreren EOR-Schaltungen können eine erste EOR-Schaltungsgruppe
enthalten, die ein Satz der mehreren EOR-Schaltungen ist, die Abtastergebnisse
der mehreren Zeitkomparatoren für
eine Exklusiv-ODER-Operation
verwenden, wobei die mehreren Zeitkomparatoren in der ersten Zeitkomparatorgruppe
enthalten sind, und eine zweite EOR-Schaltungsgruppe enthalten,
die ein Satz der mehreren EOR-Schaltungen ist, die Abtastergebnisse
der mehreren Zeitkomparatoren für
eine Exklusiv-ODER-Operation verwenden, wobei die mehreren Zeitkomparatoren
durch die zweite Zeitkomparatorgruppe enthalten sind; die Zeitbeurteilungseinheit kann
eine erste ODER-Schaltung zum Durchführen einer ODER-Operation bei
Operationsergebnissen der mehreren EOR-Schaltungen, die in der ersten EOR-Schaltungsgruppe
enthalten sind, und eine zweite ODER-Schaltung zum Durchführen einer ODER-Operation bei Operationsergebnissen
der mehreren EOR-Schaltungen,
die durch die zweite EOR-Schaltungsgruppe enthalten sind, enthalten; und
die variable Wiedergewinnungsverzögerungsschaltung kann eine
Verzögerungszeit
des von der Bezugstakt-Erzeugungsschaltung erzeugten Taktsignals
auf der Grundlage von Ausgangssignalen der ersten und der zweiten
ODER-Schaltung ändern.
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Die
mehreren Zeitkomparatoren können
weiterhin eine dritte Zeitkomparatorgruppe enthalten, die ein Satz
der mehreren Zeitkomparatoren zum Abtasten des Datensignals auf
der Grundlage des Taktsignals ist, dessen verzögerte Zeit größer als
die erste Verzögerungszeit
und kleiner als die zweite Verzögerungszeit
ist, die mehreren EOR-Schaltungen können weiterhin eine dritte EOR-Schaltungsgruppe
enthalten, die ein Satz der mehreren EOR-Schaltungen ist, die für die Exklusiv-ODER-Operation bei den
Abtastergebnissen der mehreren Zeitkomparatoren, die durch die dritte
Zeitkomparatorgruppe enthalten sind, verwendet werden, die Zeitbeurteilungseinheit
kann weiterhin eine dritte ODER-Schaltung
zum Durchführen
einer ODER-Operation bei den Operationsergebnissen der mehreren
EOR-Schaltungen, die durch die dritte EOR-Schaltungsgruppe enthalten
sind, enthalten, und die variable Wiedergewinnungsverzögerungsschaltung
braucht eine Verzögerungszeit
des von der Bezugstakt-Verzögerungsschaltung
erzeugten Taktsignals nicht zu ändern,
wenn die dritte ODER-Schaltung einen logischen wert "1" ausgibt.
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Die
Zeitbeurteilungseinheit kann weiterhin einen Zähler zum Zählen einer Anzahl von Malen, wenn
jeweils die erste und die zweite ODER-Schaltung den logischen Wert "1" ausgibt, enthalten, wenn jeder der
mehreren Zeitkomparatoren eine Abtastoperation mehrere Male bei
jedem der mehreren Datensignale zu den Zeiten von jedem der mehreren Taktsignale
durchführt,
während
jede der mehreren EOR-Schaltungen eine Exklusiv-ODER-Operation mehrere
Male durchführt
und jede der ersten und zweiten ODER-Schaltungen eine ODER-Operation mehrere
Male durchführt,
und die variable Wiedergewinnungsverzögerungsschaltung kann eine
Verzögerungszeit
des von der Bezugstakt-Erzeugungsschaltung erzeugten Taktsignals
auf der Grundlage eines Zählwertes
des Zählers ändern.
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Die
Taktwiedergewinnungsschaltung kann weiterhin enthalten: mehrere
Stufen von dritten variablen Verzögerungselementen, die in Reihe
gekoppelt sind für
die aufeinander folgende Verzögerung des
von der Bezugstakt-Erzeugungsschaltung erzeugten Taktsignals, wobei die
mehreren Stufen von dritten variablen Verzögerungselementen im Wesentlichen
dieselben Verzögerungscharakteristiken wie
die mehreren Stufen der ersten variablen Verzögerungselemente haben, ein
viertes variables Verzögerungselement,
das parallel zu den mehreren Stufen von dritten variablen Verzögerungselementen
geschaltet ist, zum Verzögern
des von der Bezugstakt-Erzeugungsschaltung erzeugten Taktsignals, einen
Phasenkomparator zum Vergleichen einer Phase des durch die mehreren
Stufen von dritten variablen Verzögerungselementen verzögerten Taktsignals
mit einer Phase des durch das vierte variable Verzögerungselement
verzögerten
Taktsignals, und eine erste Verzögerungszeit-Steuereinheit
zum Steuern der Verzögerungszeiten
der mehreren Stufen von dritten variablen Verzögerungselementen und der mehreren
Stufen von ersten variablen Verzögerungselementen
auf der Grundlage eines Vergleichsergebnisses des Phasenkomparators,
damit die Phase des von den mehreren Stufen von dritten variablen
Verzögerungselementen
verzögerten
Taktsignals und die Phase des durch die mehreren Stufen von ersten
variablen Verzögerungselementen
verzögerten
Datensignals im Wesentlichen dieselben sind wie eine Phase des durch
das vierte variable Verzögerungselement
verzögerten
Taktsignals nach vorbestimmten Zyklen.
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Die
Taktwiedergewinnungsschaltung kann weiterhin enthalten: mehrere
Stufen von fünften
variablen Verzögerungselementen,
die in Reihe gekoppelt sind für
eine aufeinander folgende Verzögerung des
von der Bezugstakt-Erzeugungsschaltung erzeugten Taktsignals, wobei
die mehreren Stufen von dritten variablen Verzögerungselementen im Wesentlichen
dieselben Verzögerungscharakteristiken wie
die mehreren Stufen von ersten variablen Verzögerungselemente haben, ein
sec hstes variables Verzögerungselement,
das parallel zu den mehreren Stufen von fünften variablen Verzögerungselementen
gekoppelt ist, zum Verzögern
des von der Bezugstakt-Erzeugungsschaltung erzeugten Taktsignals, einen
Phasenkomparator zum Vergleichen einer Phase des durch die mehreren
Stufen von fünften
variablen Verzögerungselementen
verzögerten
Taktsignals und einer Phase des von dem sechsten variablen Verzögerungselement
verzögerten
Taktsignals, und eine zweite Verzögerungszeit-Steuereinheit zum Steuern
von Verzögerungszeiten
der mehreren Stufen von fünften
variablen Verzögerungselementen und
der mehreren Stufen von zweiten variablen Verzögerungselementen auf der Grundlage
eines Vergleichsergebnisses des Phasenkomparators, damit die Phase
des durch die mehreren Stufen von fünften variablen Verzögerungselementen
verzögerten
Taktsignals und die Phase des von den mehreren Stufen von zweiten
variablen Verzögerungselementen
verzögerten
Datensignals im Wesentlichen dieselben wie eine Phase des durch
das sechste variable Verzögerungselement
verzögerten
Taktsignals nach vorbestimmten Zyklen sind.
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Jeder
der mehreren Zeitkomparatoren kann enthalten: eine dynamische D-Flipflop-Schaltung zum
Verriegeln und Ausgeben des von der ersten variablen Verzögerungsschaltung
empfangenen Datensignals unter Verwendung einer parasitären Kapazität hiervon
auf der Grundlage des von dem entsprechenden Zeitkomparator empfangenen
Taktsignals, einen Puffer zum Verzögern des von dem entsprechenden
Zeitkomparator empfangenen Taktsignals um eine vorbestimmte Zeit,
und eine D-Flipflop-Schaltung
zum Verriegeln und Ausgeben eines von der dynamischen D-Flipflop-Schaltung
ausgegebenen Ausgangssignals auf der Grundlage des von dem Puffer
verzögerten
Taktsignals.
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Gemäß dem zweiten
Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Kommunikationsvorrichtung
zum synchronen Verarbeiten eines Datensignals mit einem Taktsignal
eine Bezugstakt-Erzeugungsschaltung zum Erzeugen des Taktsignals,
eine Taktwiedergewinnungsschaltung zum Einstellen der Zeit des Taktsignals
gegenüber
dem Datensignal, und eine logische Empfangsanschlussschaltung zum synchronen
Verarbeiten des Datensignals mit dem Taktsignal.
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Die
Taktwiedergewinnungsschaltung enthält: mehrere Stufen von ersten
variablen Verzögerungselementen,
die in Reihe gekoppelt sind zum aufeinander folgenden Verzögern des
Datensignals um eine erste Verzögerungszeit,
mehrere Stufen von zweiten variablen Verzögerungselementen, die in Reihe
gekoppelt sind zum aufeinander folgenden Verzögern des von einer Bezugstakt-Erzeugungsschaltung
erzeugten Taktsignals um eine zweite Verzögerungszeit, die länger als
die erste Verzögerungszeit
ist, mehrere Zeitkomparatoren zum Abtasten jedes von mehreren Datensignalen,
die durch jede der mehreren Stufen von ersten Verzögerungselementen
verzögert
wurden, mit den durch die zweiten variablen Verzögerungselemente, deren Stufen
jeweils dieselben wie die mehreren Stufen von ersten variablen Verzögerungselementen
sind, verzögerten
Taktsignal, mehrere EOR-Schaltungen zum Durchführen einer Exklusiv-ODER-Operation
jeweils bei Sätzen
von mehreren Abtastergebnissen, wobei ein Paar von Abtastergebnissen
durch jedes von Paaren von aufeinander folgenden Zeitkomparatoren
als eines der Sätze
von mehreren Abtastergebnissen genommen wird, eine Zeitbeurteilungseinheit
zum Beurteilen der Zeit des von der Bezugstakt-Erzeugungsschaltung erzeugten
Taktsignals entsprechend dem Datensignal auf der Grundlage eines Operationsergebnisses von
jeder der mehreren EOR-Schaltungen,
und eine variable Wiedergewinnungs-Verzögerungsschaltung zum
Verzögern
des von der Bezugstakt-Erzeugungsschaltung erzeugten Taktsignals
auf der Grundlage eines Beurteilungsergebnisses der Zeitbeurteilungseinheit.
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Die
Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise
alle erforderlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende
Erfindung kann auch eine Unterkombination der vorbeschriebenen Merkmale
sein. Die obigen und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden augenscheinlicher anhand der folgenden Beschreibung
der Ausführungsbeispiele,
die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration eines Zeitkomparators.
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2 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration einer dynamischen D-Flipflop-Schaltung.
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3 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration einer D-Flipflop-Schaltung mit positiver Rückführung.
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4 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration einer variablen Verzögerungsschaltung.
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5 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration einer variablen Verzögerungsschaltung.
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6 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration eines Phasenkomparators.
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7 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration einer Prüfvorrichtung.
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8 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration einer Vergleichseinheit.
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9 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration einer Prüfvorrichtung.
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10 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration einer Signalcharakteristik-Erfassungseinheit.
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11 zeigt
ein Beispiel für
die Phasenerfassungsoperation durch eine Signalcharakteristik-Erfassungseinheit.
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12 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration eine der Signalcharakteristik-Erfassungseinheit.
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13 zeigt
ein Beispiel für
die Flankerfassungsoperation durch die Signalcharakteristik-Erfassungseinheit.
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14 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration der Signalcharakteristik-Erfassungseinheit.
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15 zeigt
ein Beispiel für
die Jittermessoperation durch die Signalcharakteristik-Erfassungseinheit.
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16 zeigt
ein Beispiel für
die Jittermessope ration durch die Signalcharakteristik-Erfassungseinheit.
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17 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration von Kommunikationsvorrichtungen.
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18 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration einer Taktwiedergewinnungsschaltung.
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19 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration der Taktwiedergewinnungsschaltung.
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BESTE ART
DER AUSFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung wird nun auf der Grundlage der bevorzugten Ausführungsbeispiele
beschrieben, die den Bereich der vorliegenden Erfindung nicht beschränken, sondern
die Erfindung veranschaulichen sollen. Alle Merkmale und deren Kombinationen,
die in dem Ausführungsbeispiel
beschrieben sind, sind nicht notwendigerweise wesentlich für die Erfindung.
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1 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration eines Zeitkomparators 100 gemäß dieser
Erfindung. Der Zeitkomparator 100 enthält eine dynamische D-Flipflop-Schaltung 102,
einen Puffer 104 und eine D-Flipflop-Schaltung 106 mit positiver
Rückführung, und
tastet ein Datensignal (D) mit einem Taktsignal (CK) ab und gibt
dieses aus. Die dynamische D-Flipflop-Schaltung 102 verriegelt
das Datensignal (D) und gibt dieses aus durch ihre parasitäre Kapazität auf der
Grundlage des von dem Zeitkomparator 100 empfangenen Taktsignals
(CK) und liefert es zu der D-Flipflop-Schaltung 106 mit
positiver Rückführung. Der
Puffer 104 verzögert
das von dem Zeitkomparator 100 empfangene Taktsignal (CK)
um eine vorbestimmte Zeit und liefert es zu der D-Flipflop-Schaltung 106 mit
positiver Rückführung. Die
D-Flipflop-Schaltung 106 mit positiver Rückführung verriegelt
das von der dynamischen D-Flipflop-Schaltung 102 ausgegebene
Ausgangssignal und gibt dieses aus auf der Grundlage des von dem
Puffer 104 verzögerten
Taktsignals (CK) unter Verwendung ihrer positiven Rückführungsschaltung.
Der Puffer 104 verzögert
das Taktsignal (CK) vorzugsweise um mehr als die Haltezeit der D-Flipflop-Schaltung 106 mit
positiver Rückführung. Weiterhin
ist die D-Flipflop-Schaltung 106 mit
positiver Rückführung ein
Beispiel für
die D-Flipflop-Schaltung nach dieser Erfindung.
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Der
Zeitkomparator 100 enthält
den Puffer 104, wodurch er der dynamischen D-Flipflop-Schaltung 102 und
der D-Flipflop-Schaltung 106 mit positiver Rückführung ermöglichen
kann, keinen Pipelineprozess durchzuführen, sondern als eine Verzögerungsleitung
zu arbeiten. Mit anderen Worten, die dynamische D-Flipflop-Schaltung 102 und
die D-Flipflop-Schaltung 106 mit positiver Rückführung können mit
demselben Taktsignal arbeiten.
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2 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration der dynamischen D-Flipflop-Schaltung 102.
Die dynamische D-Flipflop-Schaltung 102 enthält einen
ersten Analogschalter 200, einen ersten Inverter 202, eine
zweite Analogschaltung 204 und einen zweiten Inverter 206.
Der erste Analogschalter 200 führt eine Ein/Aus-Steuerung durch auf
der Grundlage des von dem Zeitkom0parator 100 empfangenen
Taktsignals (CK). Der erste Inverter 202 invertiert das
durch den ersten Analogschalter 200 hindurchgehende Signal und
gibt dieses aus. Der zweite Analogschalter 204 ist mit
der nächsten
Stufe des ersten Inverters 202 gekoppelt und führt die
zu der Ein/Aus-Steuerung des ersten Analog schalters 200 inverse Ein/Aus-Steuerung
durch auf der Grundlage des von dem Zeitkomparator 100 empfangenen
Taktsignals (CK). Der zweite Inverter 206 invertiert das
durch den zweiten Analogschalter 204 hindurchgehende Signal und
gibt es aus.
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Der
erste und der zweite Analogschalter 200 und 204 sind
Analogschalter unter Verwendung von P-Kanal/N-Kanal-Transistoren und führen einen Schaltvorgang
durch CKP durch, dessen Phase dieselbe wie CK und CKN ist, dessen
Phase invers hierzu ist. Der erste und der zweite Inverter 202 und 206 sind
CMS-Inverter. Die dynamische D-Flipflop-Schaltung 102 bildet
eine Abtast- und Halteschaltung durch die Analogschalter, den ersten
und zweiten Analogschalter 200 und 204 sowie die
parasitäre
Kapazität
wie die Gatekapazität
und die Verdrahtungskapazität
des ersten und zweiten Inverters 202 und 206.
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Da
die dynamische D-Flipflop-Schaltung 102 keine Schleifenschaltung
enthält,
wird ihr logisches Ausgangssignal ein Zwischenpegel zwischen dem "H"- und dem "L"-Pegel,
wenn nicht die elektrische Ladung ausreichend ist. Jedoch besteht
ein Vorteil, dass die Phasenbreite für die Ausgabe des Zwischenpegels
extrem klein ist und die Breite der Hysterese extrem klein ist.
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3 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration der D-Flipflop-Schaltung 106 mit positiver
Rückführung. Die
D-Flipflop-Schaltung 106 mit positiver Rückführung enthält einen
dritten Analogschalter 300, einen dritten Inverter 302,
einen vierten Analogschalter 304, einen vierten Inverter 306,
einen fünften Inverter 308,
einen fünften
Analogschalter 310, einen sechsten Inverter 312 und
einen sechsten Analogschal ter 314.
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Der
dritte Analogschalter 300 führt eine Ein/Aus-Steuerung auf der
Grundlage des von dem Puffer 104 verzögerten Taktsignals (CK) durch.
Der dritte Inverter 302 invertiert das durch den dritten Analogschalter 300 hindurchgehende
Signal und gibt dieses aus. Der vierte Analogschalter 304 ist
mit der nächsten
Stufe des dritten Inverters 302 gekoppelt und führt die
zu der Ein/Aus-Steuerung des dritten Analogschalters 300 inverse
Ein/Aus-Steuerung auf der Grundlage des von dem Puffer 104 verzögerten Taktsignals
(CK) durch. Der vierte Inverter 306 invertiert das durch
den vierten Analogschalter 304 hindurchgehende Signal und
gibt dieses aus. Der fünfte Inverter 308 invertiert
das durch den dritten Analogschalter 302 hindurchgehende
Signal und gibt dieses aus. Der fünfte Analogschalter 310,
der mit der nächsten
Stufe des fünften
Inverters 308 gekoppelt ist, führt die zu der Ein/Aus-Steuerung
des dritten Analogschalters 300 inverse Ein/Aus-Steuerung durch
auf der Grundlage des von dem Puffer 104 verzögerten Taktsignals
(CK) und liefert das hindurchgehende Signal zu dem dritten Inverter 302.
Der sechste Inverter 312 invertiert das durch den vierten
Analogschalter 306 hindurchgehende Signal und gibt dieses
aus. Der sechste Analogschalter 314, der mit der nächsten Stufe
des sechsten Inverters 312 gekoppelt ist, führt die
zu der Ein/Aus-Steuerung
des vierten Analogschalters 304 inverse Ein/Aus-Steuerung durch
auf der Grundlage des von dem Puffer 104 verzögerten Taktsignals
(CK) und liefert das hindurchgehende Signal zu dem vierten Inverter 306.
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Der
dritte, vierte, fünfte
und sechste Analogschalter 300, 304, 310 und 314 sind
Analogschalter, die P-Ka nal/N-Kanal-Transistoren verwenden und einen
Schaltvorgang durch CKP durchführen,
dessen Phase dieselbe ist wie CK, und CKN, dessen Phase invers hierzu
ist. Der dritte, vierte, fünfte
und sechste Inverter 302, 306, 308 und 312 sind
CMOS-Inverter. Die D-Flipflop-Schaltung 106 mit
positiver Rückführung hält das Ausgangssignal
des dritten Analogschalters 300 durch die Schleifenschaltung,
die aus dem dritten und fünften
Inverter 302 und 308 sowie dem fünften Analogschalter 310 besteht,
während
sie das Ausgangssignal des vierten Analogschalters 304 hält, die
aus dem vierten und sechsten Inverter 306 und 312 sowie
dem sechsten Analogschalter 314 besteht.
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Die
D-Flipflop-Schaltung 106 mit positiver Rückführung verstärkt das
Signal durch die positive Rückführungsschaltung
und gibt dieses aus. Demgemäß tritt,
wenn das Datensignal (D) mit einem Zwischenpegel von der dynamischen
D-Flipflop-Schaltung 102 eingegeben wird, eine Hysterese
auf. Jedoch ist die Breite der Hysterese derart, dass das logische
Ausgangssignal der dynamischen D-Flipflop-Schaltung 102 der
Zwischenpegel wird, so dass sie extrem klein ist. Daher wird gemäß dem auf
diese Erfindung bezogenen Zeitkomparator 100 das logische
Ausgangssignal mit einem Zwischenpegel nicht ausgegeben, und somit
kann die Zeit, die erforderlich ist, bis die Phase verriegelt ist,
verkürzt
werden, so dass es möglich
ist, einem höheren
Frequenzband zu entsprechen.
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4 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration einer variablen Verzögerungsschaltung 400 gemäß dieser
Erfindung. Die variable Verzögerungsschaltung 400 ist
eine DLL(Verzögerungsverriegelungsschleife)-Schaltung
und verzögert
ein Bezugstaktsignal um eine bezeichnete Zeit und gibt es aus. Die
variable Verzögerungs schaltung 400 enthält mehrere Stufen
aus variablen Verzögerungselementen 402, einer
Auswahlvorrichtung 403, einem variablen Verzögerungselement 404,
einem Phasenkomparator 406 und einer Verzögerungszeit-Steuereinheit 408. Die
Verzögerungszeit-Steuereinheit 408 enthält einen
Zähler 410 und
einen DAC (Digital/Analog-Wandler) 412.
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Die
mehreren Stufen von variablen Verzögerungselementen 402,
die aufeinander folgend in Reihe gekoppelt sind, verzögern das
Bezugstaktsignal und liefern es zu der Auswahlvorrichtung 403.
Die Auswahlvorrichtung 403 wählt ein Bezugstaktsignal aus
mehreren Bezugstaktsignalen oder von den mehreren Stufen von variablen
Verzögerungselementen 402 ausgegebenen
Datensignalen in einer reziprokunabhängigen Weise aus und liefert
zu dem Phasenkomparator 406, während sie ein Bezugstaktsignal
aus mehreren Bezugstaktsignalen oder Datensignalen, die von den
mehreren Stufen von variablen Verzögerungselementen 402 ausgegeben
wurden, auswählt
und es aus der variablen Verzögerungsschaltung 400 liefert.
Das variable Verzögerungselement 404,
das parallel zu den mehreren Stufen von variablen Verzögerungselementen 402 geschaltet
ist, verzögert
das Bezugstaktsignal. Der Phasenkomparator 406 vergleicht
die Phase des von den mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 402 verzögerten Bezugstaktsignals,
das von der Auswahlvorrichtung 403 geliefert wurde, mit
der Phase des von dem variablen Verzögerungselement 404 verzögerten Bezugstaktsignals.
Die Verzögerungszeit-Steuereinheit 408 steuert
die Verzögerungszeit jeder
der mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 402 auf
der Grundlage des Vergleichsergebnisses des Phasenkomparators 406, damit
die Phase des durch die mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 402 verzögerten Bezugs taktsignals,
das von der Auswahlvorrichtung 403 geliefert wird, angenähert dieselbe
wie die Phase des Bezugstaktsignals ist, das durch das variable Verzögerungselement 404 verzögert wurde,
für jeden von
vorbestimmten Zyklen.
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Insbesondere
gibt der Phasenkomparator 406 ein Markiersignal aus, das
anzeigt, ob die Phase des durch die mehreren Stufen aus variablen
Verzögerungselementen 402 verzögerte Bezugstaktsignal relativ
zu der Phase des durch das variable Verzögerungselement 404 verzögerten Bezugstaktsignals vor-
oder nacheilt. Der Zähler 410 erhöht den Zählwert,
wenn das von dem Phasenkomparator 406 ausgegebene Markiersignal
anzeigt, dass die Phase des von den mehreren Stufen aus variablen
Verzögerungselementen 402 verzögerten Bezugstakts
voreilt, während
er den Zählwert
herabsetzt, wenn das Markiersignal anzeigt, dass sie nacheilt. Der
DAC 412 liefert ein Vorspannsignal, um die Verzögerungszeiten
der mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 402 auf
der Grundlage des Zählwertes
des Zählers 410 zu
steuern. Hier wird die Verzögerungszeit
für eine
Stufe der variablen Verzögerungselemente 402 durch
die folgende Gleichung bestimmt:
(die Verzögerungszeit einer Stufe der
variablen Verzögerungselemente 402)
= ((die Periode des Bezugstaktsignals) – (die Verzögerungszeit des variablen Verzögerungselements 404))/(die
Anzahl der Stufen der in der DLL verwendeten variablen Verzögerungselemente 402).
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Bei
der auf diese Erfindung bezogenen variablen Verzögerungsschaltung 400 hat,
da die variablen Fort pflanzungsverzögerungszeiten der mehreren Stufen
aus variablen Verzögerungselementen 402, die
durch die Änderung
von Prozessen oder die Änderung
von Umgebungsbedingungen wie Spannung oder Temperatur bewirkt werden,
dem Verriegelungsbereich der DLL zugewiesen werden können, jedes der
variablen Verzögerungselemente 402 seine
variable Zeit gemäß (die Verzögerungszeit
des variablen Verzögerungselements 404)/(die
Anzahl der Stufen aus den in der DLL verwendeten variablen Verzögerungselementen 402),
und somit ist es möglich,
die Abweichung der Fortpflanzungsverzögerungszeit der mehreren Stufen
aus variablen Verzögerungselementen 402,
die durch die Änderung
von Prozessen oder die Änderung
von Umweltbedingungen wie Spannung oder Temperatur bewirkt werden,
zu absorbieren. Weiterhin kann die Breite der Periode des Bezugstaktsignals,
das verzögert
werden kann, vergrößert werden,
und selbst wenn sich die Periode des Bezugstaktsignals ändert, ist
es möglich,
leicht einer derartigen Situation zu entsprechen, einfach durch
den Prozess der Software ohne Korrektur einer Schaltung.
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5 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration einer variablen Verzögerungsschaltung 500 gemäß dieser
Erfindung. Die variable Verzögerungsschaltung 500 enthält eine
DLL-Schaltung, die ein Beispiel für die in 4 gezeigte
variable Verzögerungsschaltung 400 ist,
und verzögert
das Datensignal um eine vorbestimmte Zeit und gibt es aus. Die variable Verzögerungsschaltung 500 enthält mehrere
Stufen aus variablen Verzögerungselementen 502 und
eine Auswahlvorrichtung 504, zusätzlich zu den Elementen der
in 4 gezeigten variablen Verzögerungsschaltung 400.
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Die
mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselemen ten 502,
die angenähert
dieselben Verzögerungscharakteristiken
wie die mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 402 haben, sind
in Reihe gekoppelt und verzögern
aufeinander folgend das Datensignal. Durch Verringerung der Anzahl
der Stufen der variablen Verzögerungselemente 402 bis
zu einer solchen Grenze wie der Anzahl von Stufen, die für die Verzögerungszeit
entsprechend der Periode des Bezugstaktsignals erforderlich ist, kann
die Schaltungsgröße verringert
werden. Die Auswahlvorrichtung 504 wählt eines der von den mehreren
Stufen aus variablen Verzögerungselementen 502 ausgegebenen
Signale aus und gibt es zu der variablen Verzögerungsschaltung 500 aus.
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Die
Verzögerungszeit-Steuereinheit 408 steuert
die Verzögerungszeit
jeder der mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 402 auf der
Grundlage des Vergleichsergebnisses des Phasenkomparators 406,
damit die Phase des von den mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 402 verzögerten Bezugstakts
angenähert gleich
der Phase des von dem variablen Verzögerungselement 404 verzögerten Bezugstaktsignals nach
vorbestimmten Zyklen ist, während
die Verzögerungszeit
von jeder der mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 402 gesteuert
wird, damit die Phase des von den mehreren Stufen aus variablen
Verzögerungselementen 502 verzögerten Bezugstaktsignals
angenähert
gleich der Phase des von dem variablen Verzögerungselement 404 verzögerten Bezugstaktsignals
nach vorbestimmten Zyklen ist. Beispielsweise steuert die Verzögerungszeit-Steuereinheit 408 die
Verzögerungszeit
durch Zuführen
eines ersten Steuersignals zu jeder der mehreren Stufen aus variabeln
Verzögerungselementen 402,
während
die Verzögerungszeit
durch Zuführen
eines zweiten Steuersignals, das durch das erste Steuersignal eindeutig
bestimmt ist, zu jeder der mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 502 gesteuert
wird. Darüber
hinaus kann, wenn die mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 502 und
die mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 402 die
gleiche Anzahl haben, die Verzögerungszeit-Steuereinheit 408 die
mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 402 und
die mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 502 so
steuern, dass sie angenähert
dieselbe Verzögerungszeit
haben, indem das erste Steuersignal zu jeder der mehreren Stufen
aus variablen Verzögerungselementen 402 geliefert
wird, während
das zweite Steuersignal, das dasselbe wie das erste Steuersignal
ist, zu jeder der mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 502 geliefert
wird.
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6 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration eines Phasenkomparators 406. Der Phasenkomparator 406 enthält eine
dynamische D-Flipflop-Schaltung 600 und eine D-Flipflop-Schaltung 602 mit
positiver Rückführung. Die
dynamische D-Flipflop-Schaltung 600 verriegelt das durch
die mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 402 verzögerte Bezugstaktsignal
durch ihre parasitäre
Kapazität auf
der Grundlage des durch das variablen Verzögerungselement 404 verzögerten Bezugstaktsignals und
gibt dieses aus. Die D-Flipflop-Schaltung 602 mit positiver
Rückführung verriegelt
das von der dynamischen D-Flipflop-Schaltung 600 ausgegebene
Ausgangssignal durch ihre positive Rückführungsschaltung auf der Grundlage
des von dem variablen Verzögerungselement 404 verzögerten Bezugstaktsignals,
und gibt dieses aus.
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Die
dynamische D-Flipflop-Schaltung 600 hat dieselbe Konfiguration
und Funktion wie die in 2 gezeigte dynamische D-Flipflop-Schaltung 102,
und die D-Flipflop-Schaltung 602 mit
positiver Rückführung hat
dieselbe Konfiguration und Funktion wie die in 3 gezeigte
D-Flipflop-Schaltung 106 mit positiver Rückführung, so
dass sie nicht beschrieben werden.
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7 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration der Prüfvorrichtung 700 gemäß einem
ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung. Die Prüfvorrichtung 700 enthält einen
Mustergenerator 702, eine Wellenform-Formatierungseinheit 704, einen
Zeitgenerator 706, einen Bezugstaktgenerator 708,
einen Taktgenerator 710, eine Vergleichseinheit 712 und
eine Beurteilungseinheit 714. Der Mustergenerator 702 erzeugt
das zu der geprüften
Vorrichtung 716 zu liefernde Datensignal und liefert es
zu der Wellenform-Formatierungseinheit 704.
Der Bezugstaktgenerator 708 erzeugt ein Signal für einen
erwarteten Wert, das erforderlich ist, um die Qualität der geprüften Vorrichtung 716 zu
beurteilen, und liefert es zu der Beurteilungseinheit 714.
Der Taktgenerator 706 erzeugt ein Abtastsignal, das die
Zeit anzeigt, zu der die Wellenform-Formatierungseinheit 704 das
Datensignal zu der geprüften
Vorrichtung 716 liefern sollte, auf der Grundlage des von
dem Bezugstaktgenerator 708 erzeugten Bezugstaktsignals. Der
Taktgenerator 710 erzeugt ein Abtastsignal, das die Zeit
anzeigt, zu der die Vergleichseinheit 712 das von der geprüften Vorrichtung 716 ausgegebene
Datensignal abtasten sollte, auf der Grundlage des von dem Bezugstaktgenerator 708 erzeugten
Bezugstaktsignals.
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Die
Wellenform-Formatierungseinheit 704 formatiert die Wellenform
des von dem Mustergenerator 702 erzeugten Datensignals
und liefert das Datensignal zu der geprüften Vorrichtung 716 auf
der Grundlage des von dem Taktgenerator 706 erzeugten Abtastsignals.
Die geprüfte
Vorrichtung 716 gibt das Datensignal in Abhängigkeit
von dem zugeführten
Datensignal aus. Die Vergleichseinheit 712 tastet das von
der geprüften
Vorrichtung 716 ausgegebene Datensignal durch das von dem
Taktgenerator 710 erzeugte Abtastsignal ab. Die Beurteilungseinheit 714 beurteilt
die Qualität
der geprüften
Vorrichtung 716 durch Vergleichen des Abtastergebnisses
der Vergleichseinheit 712 mit dem von dem Mustergenerator 702 erzeugten
Signal für
den erwarteten Wert.
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8 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration der Vergleichseinheit 712. Die Vergleichseinheit 712 enthält einen
H-seitigen Pegelkomparator 800, einen H-seitigen Zeitkomparator 802,
einen L-seitigen Pegelkomparator 804 und einen L-seitigen
Zeitkomparator 806. Der H-seitige Pegelkomparator 800 vergleicht
das von der geprüften
Vorrichtung 716 ausgegebene Datensignal mit einem H-seitigen
Schwellenwert (VOH) und gibt das Vergleichsergebnis (SH) aus. Beispielsweise
gibt der H-seitige Pegelkomparator 800 einen logischen
Wert "0" aus, wenn das von der
geprüften
Vorrichtung 716 ausgegebene Datensignal größer als
der H-seitige Schwellenwert (VOH) ist, während er einen logischen Wert "1" ausgibt, wenn das von der geprüften Vorrichtung 716 ausgegebene
Datensignal kleiner als der H-seitige Schwellenwert (VOH) ist. Der
L-seitige Pegelkomparator 804 vergleicht
das von der geprüften
Vorrichtung 716 ausgegebene Datensignal mit einem L-seitigen Schwellenwert
(VOL) und gibt das Vergleichsergebnis (SL) aus. Beispielsweise gibt
der L-seitige Pegelkomparator 804 den logischen Wert "0" aus, wenn das von der geprüften Vorrichtung 716 ausgegebene Datensignal
kleiner als der L-seitige Schwellenwert (VOL) ist, während der
logische Wert "1" ausgegeben wird,
wenn das von der geprüften
Vorrichtung 716 ausgegebene Datensignal größer als
der L-seitige Schwellenwert (VOL) ist.
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Der
H-seitige Zeitkomparator 802 tastet das Vergleichsergebnis
(SH) des H-seitigen Pegelkomparators 800 mit einem von
dem Taktgenerator 710 erzeugten H-seitigen Abtastsignal (STRBH) ab und gibt
das Abtastergebnis zu der Beurteilungseinheit 714 aus.
Der L-seitige Zeitkomparator 80 tastet
das Vergleichsergebnis (SL) des L-seitigen Pegelkomparators 804 mit
einem von dem Taktgenerator 710 erzeugten L-seitigen Abtastsignal
(STRBL) ab und gibt das Abtastergebnis zu der Beurteilungseinheit 714 aus.
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Der
H-seitige und der L-seitige Zeitkomparator 802 und 806 haben
dieselbe Konfiguration und Funktion wie der in 1 gezeigte
Zeitkomparator 100, so dass sie nicht beschrieben werden.
Da der H-seitige und der L-seitige Zeitkomparator 802 und 806 dieselbe
Konfiguration und Funktion wie der in 1 gezeigte
Zeitkomparator 100 haben, ist es möglich, das von der geprüften Vorrichtung 716 ausgegebene
Datensignal mit hoher Genauigkeit abzutasten, und somit kann die
geprüfte
Vorrichtung 716 genau geprüft werden.
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9 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration einer Prüfvorrichtung 900 gemäß einem
zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung. Die Prüfvorrichtung 900 enthält einen
Mustergenerator 902, eine Wellenform-Formatierungseinheit 904, einen
Taktgenerator 906, einen Bezugstaktgenerator 908,
einen Taktgenerator 910, eine Signalcharakteristik-Erfassungseinheit 912 und
eine Beurteilungseinheit 914. Der Mustergenerator 902 erzeugt
ein zu einer geprüften
Vorrichtung 916 zu lieferndes Datensignal und liefert es
zu der Wellenform-Formatierungseinheit 904. Der Bezugsgenerator 908 erzeugt ein
Signal für
einen erwarteten Wert, das erforderlich ist, um die Qualität der geprüften Vorrichtung 916 zu beurteilen,
und liefert es zu der Beurteilungseinheit 914. Der Bezugstaktgenerator 908 erzeugt
das Bezugstaktsignal und liefert es zu dem Taktgenerator 906,
dem Taktgenerator 910 und der Signalcharakteristik-Erfassungseinheit 912.
Der Taktgenerator 906 erzeugt ein Abtastsignal, das die
Zeit anzeigt, zu der die Wellenform-Formatierungseinheit 904 das
Datensignal zu der geprüften
Vorrichtung 916 liefern sollte, auf der Grundlage des von
dem Bezugstaktgenerator 908 erzeugten Bezugstaktsignals.
Der Zeitgenerator 910 erzeugt ein Abtastsignal, das die
Zeit anzeigt, zu der die Signalcharakteristik-Erfassungseinheit 912 das
von der geprüften
Vorrichtung 916 ausgegebene Datensignal abtasten sollte,
auf der Grundlage des von dem Bezugstaktgenerator 908 erzeugten
Bezugstaktsignals.
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Die
Wellenform-Formatierungseinheit 904 formatiert die Wellenform
des von dem Mustergenerator 902 erzeugten Datensignals
und liefert das Datensignal zu der geprüften Vorrichtung 916 auf
der Grundlage des von dem Taktgenerator 906 erzeugten Abtastsignals.
Die geprüfte
Vorrichtung 916 gibt das Datensignal in Abhängigkeit
von dem zugeführten
Datensignal aus. Die Signalcharakteristik-Erfassungseinheit 912 tastet
das von der geprüften
Vorrichtung 916 ausgegebene Datensignal durch das von dem
Taktgenerator 910 erzeugte Abtastsignal ab und erfasst
die Signalcharakteristiken des von der geprüften Vorrichtung 916 ausgegebenen
Datensignals. Die Beurteilungseinheit 914 beurteilt die
Qualität
der geprüften
Vorrichtung 916 durch Vergleichen des Erfassungsergebnisses
der Signalcharakteristik-Erfassungseinheit 912 mit dem
von dem Mustergenerator 902 erzeugten Signal für den erwarteten Wert.
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10 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration der Signalcharakteristik-Erfassungseinheit 912. Die
Signalcharakteristik-Erfassungseinheit 912 enthält mehrere
Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1000,
eine Auswahlvorrichtung 1002, ein variables Verzögerungselement 1004,
einen Phasenkomparator 1006, eine Verzögerungszeit-Steuereinheit 1007,
mehrere Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1012,
mehrere Zeitkomparatoren 1014, mehrere Stufen aus variablen
Verzögerungselementen 1016,
mehrere Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1018,
eine Auswahlvorrichtung 1020, ein variables Verzögerungselement 1022,
einen Phasenkomparator 1024 und eine Verzögerungszeit-Steuereinheit 1025.
Die Verzögerungszeit-Steuereinheit 1007 enthält einen
Zähler 1008 und
einen DAC 1010, und die Verzögerungszeit-Steuereinheit 1025 enthält einen
Zähler 1026 und
einen DAC 1028. Die Signalcharakteristik-Erfassungseinheit 912 ist
ein Beispiel für
die Datenabtastvorrichtung nach dieser Erfindung.
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Die
mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1012,
die in Reihe gekoppelt sind, verzögern aufeinander folgend das
von der geprüften Vorrichtung 916 ausgegebene
Datensignal um eine Verzögerungszeit
T. Die mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1016,
die in Reihe gekoppelt sind, verzögern aufeinander folgend das
von dem Taktgenerator 910 ausgegebene Abtastsignal um eine
Verzögerungszeit
T+Δt, die
länger
als die Verzögerungszeit
T ist. Die mehreren Zeitkomparatoren 1014 tasten jedes
von mehreren der Datensignale ab, deren Verzögerungszeiten unterschiedlich sind,
verzögert
durch jede der mehre ren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1012 durch
das durch die variablen Verzögerungselemente 1016 verzögerte Abtastsignal,
deren Stufe dieselbe ist wie jede der mehreren Stufen der variablen
Verzögerungselemente 1012.
Die Signalcharakteristik-Erfassungseinheit 912 erfasst
die Phase des von der geprüften
Vorrichtung 916 ausgegebenen Datensignals auf der Grundlage
des Abtastergebnisses von jedem der mehreren Zeitkomparatoren 1014.
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Weiterhin
tastet jeder der mehreren Zeitkomparatoren 1014, der dieselbe
Konfiguration und Funktion wie der in 1 gezeigte
Zeitkomparator 100 hat, jedes der mehren Datensignale (D0,
D1, D2, ... Dn-1, Dn), ab, deren Verzögerungszeiten unterschiedlich
sind, durch jedes der mehreren Abtastsignale C0, C1, C2, ... Cn-1, Cn), deren Verzögerungszeiten
unterschiedlich sind, und gibt das Abtastergebnis (Q0, Q1, Q2, ...
Qn-1, Qn) aus. Auf diese Weise ist es möglich, durch Verwendung der
Zeitkomparatoren 1014 mit demselben Korrekturlesen und
der Funktion wie denen des in 1 gezeigten
Zeitkomparators 100 einem höheren Frequenzband zu entsprechen
und die Versetzung an der ansteigenden oder abfallenden Flanke des
Abtastsignals zu verringern.
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Die
mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1000,
die in Reihe gekoppelt sind, verzögern aufeinander folgend das
von dem Bezugstaktgenerator 908 ausgegebene Bezugstaktsignal und
liefern es zu der Auswahlvorrichtung 1002. Zusätzlich haben
die mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1000 angenähert dieselben Charakteristiken
wie die mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1012.
Die Auswahlvorrichtung 1002 wählt ein Bezugstaktsignal aus
den mehreren Bezugstaktsignalen oder Daten signalen, die von den
mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1000 ausgegeben
wurden, aus und liefert es zu dem Phasenkomparator 1006.
Das variable Verzögerungselement 1004,
das in Reihe zu den mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1000 gekoppelt
ist, verzögert
das von dem Bezugstaktsignal 908 ausgegebene Bezugstaktsignal
um die vorbestimmte Verzögerungszeit
und liefert es zu dem Phasenkomparator 1006.
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Der
Phasenkomparator 1006 vergleicht die Phase des durch die
mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1000 verzögerten Bezugstaktsignals,
das von der Auswahlvorrichtung 1002 geliefert wurde, mit
der Phase des durch das variable Verzögerungselement 1004 verzögerten Bezugstaktsignals.
Die Verzögerungszeit-Steuereinheit 1007 steuert
die Verzögerungszeiten
der mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1000 und
die Verzögerungszeiten
der mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1012 auf
der Grundlage des Vergleichsergebnisses des Phasenkomparators 1006,
damit die Phase des von den mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1000 verzögerten Bezugstaktsignals,
das von der Auswahlvorrichtung 1002 geliefert wurde, und
die Phase des durch die mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1012 verzögerten Datensignals
angenähert
gleich der Phase des von dem variablen Verzögerungselement 1004 verzögerten Bezugstaktsignals
nach vorbestimmten Zyklen sind.
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Die
mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1018,
die in Reihe gekoppelt sind, verzögern aufeinander folgend das
von dem Bezugstaktgenerator 908 ausgegebene Bezugstaktsignal und
liefern es zu der Auswahlvorrichtung 1020. Weiterhin haben
die mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1018 dieselben
Verzögerungscharakteristiken
wie die mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1016.
Die Auswahlvorrichtung 1020 wählt eines der von den mehreren
Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1018 ausgegebenen
Bezugstaktsignale aus und liefert es zu dem Phasenkomparator 1024.
Das variable Verzögerungselement 1022,
das parallel zu den mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1018 geschaltet
ist, verzögert
das von dem Bezugstaktgenerator 908 ausgegebene Bezugstaktsignal
um die vorbestimmte Verzögerungszeit
und liefert es zu dem Phasenkomparator 1024.
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Der
Phasenkomparator 1024 vergleicht die Phase des von den
mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1018 verzögerten Bezugstaktsignals,
das v on der Auswahlvorrichtung 1020 geliefert wurde, mit
der Phase des durch das variable Verzögerungselement 1022 verzögerten Bezugstaktsignals.
Die Verzögerungszeit-Steuereinheit 1025 steuert
die Verzögerungszeiten
der mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1018 und
die Verzögerungszeiten
der mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1016 auf
der Grundlage des Vergleichsergebnisses des Phasenkomparators 1024,
damit die Phase des von den mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1018 verzögerten Bezugstaktsignals,
das von der Auswahlvorrichtung 1020 geliefert wurde, und
die Phase des von den mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1016 verzögerten Datensignals
angenähert
gleich der Phase des durch das variablen Verzögerungselement 1022 verzögerten Bezugstaktsignals
nach vorbestimmten Zyklen sind.
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Weiterhin
haben jeweils das variable Verzögerungsele ment 1000,
die Auswahlvorrichtung 1002, das variablen Verzögerungselement 1004,
der Phasenkomparator 1006, die Verzögerungszeit-Steuereinheit 1007,
der Zähler 1008,
der DAC 1010 und die variablen Verzögerungselemente 1012 dieselbe
Konfiguration und Funktion wie jeweils die variablen Verzögerungselemente 402,
die Auswahlvorrichtung 403, das variablen Verzögerungselement 404,
der Phasenkomparator 406, die Verzögerungszeit-Steuereinheit 408,
der Zähler 410,
der DAC 412 und die variablen Verzögerungselemente 502,
die in 5 gezeigt sind. Die variablen Verzögerungselemente 1018,
die Auswahlvorrichtung 1020, das variable Verzögerungselement 1022,
der Phasenkomparator 1024, die Verzögerungszeit-Steuereinheit 1025,
der Zähler 1026,
der DAC 1028 und die variablen Verzögerungselemente 1016 haben
jeweils dieselbe Konfiguration und Funktion wie jeweils die variablen
Verzögerungselemente 402,
die Auswahlvorrichtung 403, das variable Verzögerungselement 404,
der Phasenkomparator 406, die Verzögerungszeit-Steuereinheit 408,
der Zähler 410,
der DAC 412 und die variablen Verzögerungselemente 502,
die in 5 gezeigt sind, und wirken als eine Multiabtast-Erzeugungsschaltung
zum Erzeugen mehrerer Abtastsignale, deren Verzögerungszeiten unterschiedlich
sind.
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11 zeigt
ein Beispiel für
die Phasenerfassungsoperation durch die Signalcharakteristik-Erfassungseinheit 912. 11(a) zeigt die Eingangs- und Ausgangssignale
mehrerer Zeitkomparatoren 1014. 11(b) zeigt
den Umriss der Phasenerfassungsoperation.
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Der
Zeitkomparator 1014 der ersten Stufe tastet das von der
geprüften
Vorrichtung 916 ausgegebene Datensignal (D0) durch das
Abtastsignal (C0) ab, dessen Phase um Tofs früher ist als der Änderungspunkt
des Datensignals (D0), erzeugt durch den Taktgenerator 910,
und gibt das Abtastergebnis (Q0) aus. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist, da das Datensignal (D0) zu der Zeit des Abtastsignals (C0) gleich "L" ist, das Abtastergebnis (Q0) gleich "L".
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Der
Zeitkomparator 1014 der zweiten Stufe tastet das Datensignal
(D1) ab, das sich durch Verzögern
des Datensignals (D0) um die Verzögerungszeit T durch das variablen
Verzögerungselement 1012 der
ersten Stufe ergibt, mit dem Abtastsignal (C1), das sich durch Verzögern des
Abtastsignals (C0) um die Verzögerungszeit
T+Δt durch
das variable Verzögerungselement 1016 der
ersten Stufe ergibt, und gibt das Abtastergebnis (Q1) aus. Bei diesem
Ausführungsbeispiel
ist, da das Datensignal (D1) zu der Zeit des Abtastsignals (C1)
gleich "L" ist, das Abtastergebnis
(Q1) gleich "L".
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Der
Zeitkomparator 1014 der dritten Stufe tastet das Datensignal
(D2), das sich aus der weiteren Verzögerung des Datensignals (D1)
um die Verzögerungszeit
T durch das variablen Verzögerungselement 1012 der
zweiten Stufe ergibt, durch das Abtastsignal (C2) ab, das sich aus
der weiteren Verzögerung
des Abtastsignals (C1) um die Verzögerungszeit T+Δt durch das
variable Verzögerungselement 1016 der
zweiten Stufe ergibt, und gibt das Abtastergebnis (Q2) aus. Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist, da das Datensignal (D2) zu der Zeit des Abtastsignals (C2)
gleich "L" ist, das Abtastergebnis
(Q2) gleich "L".
-
Auf
diese Weise tasten die mehreren Zeitkomparatoren 1014 die
mehreren Datensignale (D0, D1, D2, ... Dn-1, Dn) jeweils durch die
mehreren Abtastsignale (C0, C1, C2, ... Cn-1, Cn) ab und geben die
Abtastergebnisse (Q0, Q1, Q2, ... Qn-1, Qn) aus.
-
Der
Zeitkomparator 1014 der n-ten Stufe tastet das Datensignal
(Dn), das sich aus der Verzögerung
des Datensignals (Dn-1) um die Verzögerungszeit T durch das variable
Verzögerungselement 1012 der
n-ten Stufe ergibt, durch das Abtastsignal (Cn) ab, das sich aus
der Verzögerung
des Abtastsignals (Cn-1) um die Verzögerungszeit T+Δt durch das
variable Verzögerungselement 1016 der
n-ten Stufe ergibt, und gibt das Abtastergebnis (Qn) aus. Bei diesem
Ausführungsbeispiel
ist, da das Datensignal (Dn) zu der Zeit des Abtastsignals (Cn)
gleich "H" ist, das Abtastergebnis
(Q2) gleich "H".
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Mit
anderen Worten, die Beurteilungseinheit 914 gewinnt die
Abtastergebnisse (Q0, Q1, Q2, ... Qn-1, Qn) der mehreren Zeitkomparatoren 1014 wieder
und zeichnet sie auf, so dass sie dieselbe Funktion der Erfassung
des Änderungspunktes
des Datensignals durch Zuführen
mehrerer Abtastsignale (C0, C1, C2, ... Cn-1, Cn) über den
Abtastpunkt des von der geprüften
Vorrichtung 916 ausgegebenen Datensignals und Abtasten
des Datensignals durch jedes der mehreren Abtastsignale (C0, C1,
C2, ... Cn-1, Cn) wie in 11(b) gezeigt
realisieren kann. Weiterhin ist es bei der auf dieses Ausführungsbeispiel
bezogenen Prüfvorrichtung 700 möglich, da
die Phase des Datensignals durch die Prüfvorgang in einem Durchgang
erfasst werden kann, d.h. einfach durch einmalige Ausgabe des Datensignals
zu der geprüften
Vorrichtung 916, die Prüfung
der geprüften Vorrichtung 916 in
außerordentlich
kurzer Zeit durchzuführen.
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12 zeigt
ein Beispiel für
die Ausbildung der Signalcharakteristik-Erfassungseinheit 912.
Die Sig nalcharakteristik-Erfassungseinheit 912 enthält mehrere
EOR-Schaltungen 1200 zusätzlich zu den in 10 gezeigten
Elementen. Die mehreren EOR-Schaltungen 1200 nehmen einen
Satz von zwei Abtastergebnissen von jedem von Paaren der aufeinander
folgenden Zeitkomparatoren 1014 und führen eine Exklusiv-ODER-Operation
jeweils bei den Sätzen
von Abtastergebnissen durch.
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Insbesondere
führt die
EOR-Schaltung 1200 der ersten Stufe eine Exklusiv-ODER-Operation
bei dem Abtastergebnis (Q0) des Zeitkomparator 1014 der
ersten Stufe und dem Abtastergebnis (Q1) des Zeitkomparators 1014 der
zweiten Stufe durch und gibt das Operationsergebnis (EDG1) aus.
Die EOR-Schaltung 1200 der zweiten Stufe führt eine
Exklusiv-ODER-Operation bei dem Abtastergebnis (Q1) des Zeitkomparators 1014 der
zweiten Stufe und dem Abtastergebnis (Q2) des Zeitkomparators 1014 der
dritten Stufe durch und gibt das Operationsergebnis (EDG2) aus.
Die EOR-Schaltung 1200 der dritten Stufe führt eine
Exklusiv-ODER-Operation bei dem Abtastergebnis (Q2) des Zeitkomparators 1014 der dritten
Stufe und dem Abtastergebnis (Q3) des Zeitkomparators 1014 der
vierten Stufe durch und gibt das Operationsergebnis (EDG3) aus.
Die EOR-Schaltung 1200 der n-ten Stufe führt eine
Exklusiv-ODER-Operation
bei dem Abtastergebnis (Qn-1) des Zeitkomparators 1014 der
n-ten Stufe und dem Abtastergebnis (Qn) des Zeitkomparators 1014 der
n+1-ten Stufe durch und gibt das Operationsergebnis (EDGn) aus.
Weiterhin können
die mehreren EOR-Schaltungen 1200 andere Schaltungen mit Ausnahme
der EOR-Schaltungen sein, wenn sie einen logischen Wert ausgeben,
der anzeigt, ob das Paar von Abtastergebnissen einander unterschiedlich
ist oder nicht.
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13 zeigt
ein Beispiel für
die Flankenerfassungs operation durch die Signalcharakteristik-Erfassungseinheit 912.
Die Signalcharakteristik-Erfassungseinheit 912 erfasst
die Zeit des Abtastsignals in Abhängigkeit von einer der EOR-Schaltungen 1200, die
den logischen Wert ausgibt, der anzeigt, dass ein Paar von Abtastergebnissen
einander unterschiedlich ist, aus den mehreren EOR-Schaltungen 1200, als
die Flanke des Datensignals. Mit anderen Worten, sie erfasst die
Zeit des Abtastsignals, wenn die Zeitkomparatoren 1014 das
Paar von durch die EOR-Schaltung 1200 verwendeten Abtastergebnissen
abtasten, die den logischen Wert ausgibt, der anzeigt, dass das
Paar von Abtastergebnissen einander unterschiedlich ist, um die
Exklusiv-ODER-Operation durchzuführen,
als die Flanke des von der geprüften
Vorrichtung 916 ausgegebenen Datensignals.
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Beispielsweise
ist, wie in 13 gezeigt ist, wenn die Abtastergebnisse
(Q0, Q1, und Q2) der Zeitkomparatoren 1014 der ersten bis
dritten Stufe gleich "L" und die Abtastergebnisse
(Q3, Q4, Q5, Q6 ...) der Zeitkomparatoren 1014 der vierten
und späteren
Stufen gleich "H" sind, gezeigt, dass
das Operationsergebnis (EGD3) der EOR-Schaltung 1200 der dritten
Stufe, die eine Exklusiv-ODER-Operation bei dem Abtastergebnis (Q2)
des Zeitkomparators 1014 der dritten Stufe und dem Abtastergebnis
(Q3) des Zeitkomparators 1014 der vierten Stufe durchführt, gleich "H" ist, d.h., das Paar von Abtastergebnissen ist
einander unterschiedlich. Demgemäß erfasst
die Signalcharakteristik-Erfassungseinheit 912 nach
diesem Ausführungsbeispiel
die Zeit des Abtastsignals (C3), die von dem Zeitkomparator 1014 der
vierten Stufe als die Flanke des Datensignals genommen wird. Gemäß der auf
dieses Ausführungsbeispiel
bezogenen Prüfvorrichtung 700 ist
es möglich,
da die Flanke des von der geprüften
Vorrich tung 916 ausgegebenen Datensignals durch eine Hardwareschaltung
erfasst werden kann, die Prüfung
der geprüften Vorrichtung 916 in
außerordentlich
kurzer Zeit durchzuführen.
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14 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration der Signalcharakteristik-Erfassungseinheit 912. Die
Signalcharakteristik-Erfassungseinheit 912 enthält einen
Zähler 1400,
mehrere Zähler 1402,
mehrere Puffer 1404, mehrere UND-Schaltungen 1406 und eine
Zählersteuerschaltung 1408 zusätzlich zu
den Elementen in den 10 und 12.
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Der
Zähler 1400 zählt das
von dem Taktgenerator 910 erzeugte Abtastsignal (C0) und
liefert den Zählwert
zu der Zählersteuerschaltung 1408.
Jeder der mehreren Zähler 1402 zählt die
Anzahl von Malen, zu denen die mehreren EOR-Schaltungen 1200 jeweils
den logischen Wert ausgeben, der anzeigt, dass das Paar von Abtastergebnissen
einander unterschiedlich ist, wenn jeder der mehreren Zeitkomparatoren 1014 eine
Abtastoperation mehrere Male bei jedem der mehreren Datensignale
zu der Zeit von jedem der mehreren Abtastsignale durchführt, so
dass jede der mehreren EOR-Schaltungen 1200 eine Exklusiv-ODER-Operation
mehrere Male durchführt.
Die Signalcharakteristik-Erfassungseinheit 912 misst das
Jitter des von der geprüften
Vorrichtung 916 ausgegebenen Datensignals auf der Grundlage
des Zählwertes
der mehreren Zähler 1402.
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Insbesondere
verzögert
jeder der mehreren Puffer 1404 jedes der mehreren Abtastsignale
(C1, C2, C3, ... Cn-1,
Cn), ausgegebenen von jeder der mehreren Stufen aus den variablen
Verzögerungselementen 1016,
und liefert es zu den mehreren UND-Schaltungen 1406. Jeder
der mehreren Puffer 1404 verzögert vorzugsweise jedes der
mehreren Abtastsignale (C1, C2, C3, ... Cn-1, Cn) mehr als die Haltezeit von jedem
der mehreren Zähler 1402.
Demgemäß können die
mehreren Zeitkomparatoren 101 und die mehreren Zähler 1402 als
eine Verzögerungsleitung
arbeiten. Jede der mehreren UND-Schaltungen 1406 führt eine
Exklusiv-ODER-Operation bei den mehreren Operationsergebnissen (EDG1,
EDG2, EDG3, ... EDGn-1, EDGn), die jeweils von den mehreren EOR-Schaltungen 1200 ausgegeben
wurden, und den mehreren Abtastsignalen (C1, C2, C3, ... Cn-1, Cn),
die jeweils durch die mehreren Puffer 1404 verzögert wurden, durch
und liefert das Operationsergebnis zu den mehreren Zählern 1402.
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Jeder
der mehreren Zähler 1402 erhöht den Zählwert,
damit der Zählwert
jedem der mehreren Abtastsignale entspricht, was die Zeit der Flanke
des von der geprüften
Vorrichtung 916 ausgegebenen Datensignals anzeigt, auf
der Grundlage des von jeder der mehreren UND-Schaltungen 1406 ausgegebenen
Operationsergebnisses. Die Zählersteuerschaltung 1408 liefert
ein Zählersteuersignal,
um die mehreren Zähler 1402 zu
zwingen, zu den mehreren Zählern 1402 zu
zählen,
und wenn der Zähler 1400 das
Abtastsignal (C0) so gezählt
hat, dass der Zählwert
sich auf einen vorbestimmten Parameter beläuft, liefert sie ein Zählersteuersignal,
um die mehreren Zähler 1402 zu
zwingen, das Zählen
zu den mehreren Zählern 1402 anzuhalten.
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Die 15 und 16 zeigen
ein Beispiel für
den Jittermessvorgang durch die Signalcharakteristik-Erfassungseinheit 912. 16(a) zeigt die Beziehung zwischen jedem
der mehreren Zähler 1402 und
dem Zählwert
der mehreren Zähler 1402. 16(b) zeigt die Beziehung zwischen der
Zeit der mehreren Abtastsignale und der Frequenz des Auftretens
der Flanke des Datensig nals.
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Wie
in 15 gezeigt ist, tasten die mehreren Zeitkomparatoren 1014 jeweils
die mehreren von der geprüften
Vorrichtung 916 ausgegebenen Datensignale durch die mehreren
Abtastsignale ab, während
die mehreren EOR-Schaltungen 1200 eine Exklusiv-ODER-Operation bei den
Abtastergebnissen der Zeitkomparatoren 1014 durchführen und
die Flanke des von der geprüften
Vorrichtung 916 ausgegebenen Datensignals erfassen und
ausgeben. Die mehreren Zähler 1402 zählen die
Operationsergebnisse der mehreren EOR-Schaltungen 1200 in
Abhängigen
von den mehreren Datensignalen, beispielsweise M Stücke von
Datensignalen auf der Grundlage des von der Zählersteuerschaltung 1408 ausgegebenen
Zählersteuersignals.
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Durch
Wiedergewinnen und Aufzeichnen des Zählwertes jeder der mehreren
Zähler 1402 kann das
in 16(a) gezeigte Diagramm erhalten
werden. Die mehreren Zähler 1402 entsprechen
jeweils den mehreren Abtastsignalen. Demgemäß kann in dem in 16 gezeigten
Diagramm durch Ersetzen jedes der mehreren Zähler 1402 durch die
Zeit der mehreren Abtastsignale und Ersetzen des Zählwertes
jedes der mehreren Zähler 1402 durch
die Frequenz des Auftretens der Flanke ein Histogramm der Phase
des Datensignals in Abhängigkeit
von dem Abtastsignal wie in 16(b) gezeigt
erhalten werden. Demgemäß kann das
Jitter des von der geprüften
Vorrichtung 916 ausgegebenen Datensignals gemessen werden.
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Wie
vorstehend kann durch Verwendung der mehreren Zähler 1402 die Flanke
des zu der Zeit von jedem der mehreren Abtastsignale, deren Phasen unterschiedlich
sind, erzeugten Datensignals zu der Zeit von jedem der mehreren
Abtastsignale gezählt werden.
Bei der auf dieses Ausführungsbeispiel
bezogenen Prüfvorrichtung 700 ist
es möglich,
da das Jitter des von der geprüften
Vorrichtung 916 ausgegebenen Datensignals durch eine Hardwareschaltung
gemessen werden kann, die Prüfung
der geprüften
Vorrichtung 916 in außerordentlich
kurzer Zeit durchzuführen.
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17 zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration von Kommunikationsvorrichtungen 1700 und 1702 gemäß einem
dritten beispielhaften Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung. Die Kommunikationsvorrichtung 1700 ist
eine LSI eines Sendeendgeräts (TX)
zum Durchführen
einer Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung.
Die Kommunikationsvorrichtung 1702 ist eine LSI eines Empfangsendgeräts (RX)
zum Durchführen
einer Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung.
Die Kommunikationsvorrichtung 1700 überträgt Daten zu der Kommunikationsvorrichtung 1702 über die Übertragungsleitung 1704,
während
die Kommunikationsvorrichtung 1702 die Daten von der Kommunikationsvorrichtung 1700 über die Übertragungsleitung 1704 empfängt.
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Die
Kommunikationsvorrichtung 1700 enthält eine logische Schaltung 1706 des
Sendeendgeräts,
eine PLL-Schaltung 1708 des
Sendeendgeräts und
eine Flipflop-Schaltung 1710.
Die logische Schaltung 1706 des Sendeendgeräts erzeugt
ein Datensignal und liefert es zu der Flipflop-Schaltung 1710.
Die PLL-Schaltung 1708 des Sendeendgeräts erzeugt ein Taktsignal und
liefert es zu der Flipflop-Schaltung 1710. Die Flipflop-Schaltung 1710 überträgt synchron
das von der logischen Schaltung 1706 des Sendeendgeräts erzeugte
Datensignal mit dem von der PLL-Schaltung 1708 des Sendeendgeräts erzeugten
Taktsignal zu der Kommunikationsvorrichtung 1702.
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Die
Kommunikationsvorrichtung 1702 enthält eine Flipflop-Schaltung 1712,
eine logische Schaltung 17144 des Empfangsendgeräts, eine
Taktwiedergewinnungsschaltung 1716 und eine PLL-Schaltung 1718 des
Empfangsendgeräts.
Die PLL-Schaltung 1718 des Empfangsendgeräts ist ein Beispiel
für die
Bezugstakt-Erzeugungsschaltung nach
dieser Erfindung. Die PLL-Schaltung 1718 des Empfangsendgeräts erzeugt
ein Taktsignal und liefert dieses zu der Taktwiedergewinnungsschaltung 1716. Die
Taktwiedergewinnungsschaltung 1716 empfängt das von der Kommunikationsvorrichtung 1700 übertragene
Datensignal, stellt die Zeit des von der PLL-Schaltung 1718 des
Empfangsendgeräts
erzeugten Taktsignals in Abhängigkeit
von dem Datensignal ein und liefert es zu der Flipflop-Schaltung 1712.
Die Flipflop-Schaltung 1712 synchronisiert das von der
Kommunikationsvorrichtung 1700 übertragene Datensignal mit
dem von der Taktwiedergewinnungsschaltung 1716 erzeugten
Taktsignal und liefert es zu der logischen Schaltung 1714 des
Empfangsendgeräts.
Die logische Schaltung 1714 des Empfangsendgeräts handhabt
das von der Kommunikationsvorrichtung 1700 übertragene
Datensignal synchron mit dem von der Taktwiedergewinnungsschaltung 1716 erzeugten
Taktsignal.
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Die 18 und 19 zeigen
ein Beispiel für
die Konfiguration der Taktwiedergewinnungsschaltung 1716.
Wie in 18 gezeigt ist, enthält die Taktwiedergewinnungsschaltung 1716 mehrere
Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1800, eine
Auswahlvorrichtung 1802, ein variables Verzögerungselement 1804,
einen Phasenkomparator 1806, eine Verzögerungszeit-Steuereinheit 1808, mehrere
Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1814,
mehrere Zeitkomparatoren 1816, mehrere Stufen aus variablen
Verzögerungselementen 1818, mehrere
aus variablen Verzögerungselementen 1820,
eine Auswahlvorrichtung 1822, ein variables Verzögerungselement 1824,
einen Phasenkomparator 1826 und eine Verzögerungszeit-Steuereinheit 1828.
Die Verzögerungszeit-Steuereinheit 1808 enthält einen
Zähler 1810 und
einen DAC 1812, und die Verzögerungszeit-Steuereinheit 1828 enthält einen Zähler 1830 und
einen DAC 1832.
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Die
mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1814,
die in Reihe gekoppelt sind, verzögern aufeinander folgend ein
von der Kommunikationsvorrichtung 1700 übertragenes Datensignal um
eine Verzögerungszeit
T. Die mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1818,
die in Reihe gekoppelt sind, verzögern aufeinander folgend ein
durch eine PLL-Schaltung 1718 des
Empfangsendgeräts
erzeugtes und durch eine variable Wiedergewinnungs-Verzögerungsschaltung 1900 verzögertes Taktsignal
um eine Verzögerungszeit
T+Δt, die länger als
die Verzögerungszeit
T ist. Die mehreren Zeitkomparatoren 1816 tasten jedes
der durch jede der mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1814 verzögerten Datensignale
durch das durch das variable Verzögerungselement 1818,
dessen Stufe dieselbe wie jede der mehreren Stufen der variablen
Verzögerungselemente 1814 ist,
verzögerte
Taktsignal ab.
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Weiterhin
tastet jeder der mehreren Zeitkomparatoren 1816, der dieselbe
Konfiguration und Funktion wie der Zeitkomparator 100 hat,
jedes der mehreren Datensignale (D0, D1, D2, ... Dn-1, Dn), deren
Verzögerungszeiten
unterschiedlich sind, durch jedes der mehreren Taktsignale (C0,
C1, C2, ... Cn-1, Cn), deren Verzögerungszeiten unterschiedlich sind,
ab und gibt die Abtastergebnisse (Q0, Q1, Q2, ... Qn-1, Qn) aus.
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Die
mehren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1800,
die in Reihe gekoppelt sind, verzögern aufeinander folgend das
durch die PLL-Schaltung 1718 des Empfangsendgeräts erzeugte
Taktsignal und liefern es zu der Auswahlvorrichtung 1802.
Weiterhin haben die mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1800 angenähert dieselben
Verzögerungscharakteristiken
wie die mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1814.
Die Auswahlvorrichtung 1802 wählt eines der von den mehreren
Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1800 ausgegebenen
Taktsignale aus und liefert es zu dem Phasenkomparator 1806.
Das variable Verzögerungselement 1804,
das parallel zu den mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1800 geschaltet
ist, verzögert
das von der PLL-Schaltung 1718 des
Empfangsendgeräts
erzeugte Taktsignal um eine vorbestimmte Verzögerungszeit und liefert es
zu dem Phasenkomparator 1806.
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Der
Phasenkomparator 1806 vergleicht die Phase des von den
mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1800 verzögerten Taktsignals,
das von der Auswahlvorrichtung 1802 geliefert wurde, mit
der Phase des durch das variablen Verzögerungselement 1804 verzögerten Taktsignals.
Die Verzögerungszeit-Steuereinheit 1808 steuert
die Verzögerungszeiten
der mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1800 und
die Verzögerungszeiten
der mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1814 auf
der Grundlage des Vergleichsergebnisses des Phasenkomparators 1806,
damit die Phase des von den mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1800 verzögerten Taktsignals,
das von der Auswahlvorrichtung 1802 geliefert wurde, und
die Phase des durch die mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1814 verzögerten Datensignals
angenähert gleich
der Phase des durch das variable Verzögerungselement 1804 verzögerten Signals
nach vorbestimmten Zyklen sind.
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Die
mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1820,
die in Reihe gekoppelt sind, verzögern aufeinander folgend das
von der PLL-Schaltung 1718 des Empfangsendgeräts erzeugte
Taktsignal und liefern es zu der Auswahlvorrichtung 1822.
Weiterhin haben die mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1820 angenähert dieselben
Verzögerungscharakteristiken
wie die mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1818.
Die Auswahlvorrichtung 1822 wählt eines der von den mehreren
Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1820 ausgegebenen
Taktsignale aus und liefert es zu dem Phasenkomparator 1826.
Das variablen Verzögerungselement 1824,
das parallel zu den mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1820 geschaltet
ist, verzögert
das von der PLL-Schaltung 1718 des
Empfangsendgeräts
erzeugte Taktsignal um eine vorbestimmte Verzögerungszeit und liefert es
zu dem Phasenkomparator 1826.
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Der
Phasenkomparator 1826 vergleicht die Phase des durch die
mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1818 verzögerten Taktsignals,
das von der Auswahlvorrichtung 1822 geliefert wurde, mit
der Phase des von dem variablen Verzögerungselement 1824 verzögerten Taktsignals.
Die Verzögerungszeit-Steuereinheit 1828 steuert
die Verzögerungszeiten
der mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1818 und
die Verzögerungszeiten
der mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1820 auf
der Grundlage des Vergleichsergebnisses des Phasenkomparators 1826,
damit die Phase des durch die mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1818 verzögerten Taktsignals,
das von der Auswahlvorrichtung 1822 geliefert wurde, und
die Phase des durch die mehreren Stufen aus variablen Verzögerungselementen 1820 verzögerten Datensignals
angenähert gleich
der Phase des durch das variable Verzögerungselement 1824 verzögerten Taktsignals
nach vorbestimmten Zyklen sind.
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Weiterhin
haben jeweils die variablen Verzögerungselemente 1800,
die Auswahlvorrichtung 1802, das variable Verzögerungselement 1804,
der Phasenkomparator 1806, die Verzögerungszeit-Steuereinheit 1808,
der Zähler 1810,
der DAC 1812 und die variablen Verzögerungselemente 1814 dieselbe
Konfiguration und Funktion wie die variablen Verzögerungselementen 402,
die Auswahlvorrichtung 403, das variable Verzögerungselement 404,
der Phasenkomparator 406, die Verzögerungszeit-Steuereinheit 408,
der Zähler 410,
der DAC 412 und die variablen Verzögerungselemente 502,
die in 5 gezeigt sind.
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Wie
in 19 gezeigt ist, enthält die Taktwiedergewinnungsschaltung 1716 eine
variable Wiedergewinnungsverzögerungsschaltung 1900,
mehrere EOR-Schaltungen 1902 und
eine Zeitbeurteilungseinheit 1903. Die mehreren EOR-Schaltungen 1902 nehmen
einen Satz von zwei Abtastergebnissen von jedem von Paaren der aufeinander
folgenden Zeitkomparatoren 1816 und führen jeweils eine Exklusiv-ODER-Operation
bei den Sätzen
von Abtastergebnissen durch. Die Zeitbeurteilungseinheit 1903 beurteilt
die Zeit des von der PLL-Schaltung 1718 des
Empfangsendgeräts
erzeugten und durch die variable Wiedergewinnungsverzögerungsschaltung 1900 verzögerten Taktsignals
in Abhängigkeit
von dem Datensignal auf der Grundlage des Operationsergebnisses
von jeder der mehreren EOR-Schaltungen 1902. Insbesondere
beurteilt die Zeitbeurteilungseinheit 1903 die Zeit des
von der PLL-Schaltung 1718 des Empfangsendgeräts erzeugten
und von der variablen Wiedergewinnungsverzögerungsschaltung 1900 verzögerten Taktsignals
in Abhängigkeit von
dem Datensignal durch Erfassen der Zeit des Taktsignals, wenn die
Zeitkomparatoren 1816 das Paar von von der EOR-Schaltung 1902 verwendeten Abtastergebnissen
abtasten, die den logischen Wert ausgibt, der anzeigt, dass das
Paar von Abtastergebnissen einander unterschiedlich ist, um eine
Exklusiv-ODER-Operation durchzuführen,
als die Flanke des Datensignals. Die variable Wiedergewinnungsverzögerungsschaltung 1900 verzögert das
von der PLL-Schaltung 1718 des Empfangsendgeräts erzeugte
Taktsignal und liefert es zu der Flipflop-Schaltung 1712 auf
der Grundlage des Beurteilungsergebnisses der Zeitbeurteilungseinheit 1903.
Zusätzlich haben
die mehreren EOR-Schaltungen 1902 dieselbe Konfiguration
und Funktion wie die in 12 gezeigten
mehreren EOR-Schaltungen 1200.
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Die
Zeitbeurteilungseinheit 1903 enthält mehrere Flipflop-Schaltungen 1904,
einen Puffer 1906, eine erste ODER-Schaltung 1908,
eine dritte ODER-Schaltung 1910, eine FIFO-Schaltung 1914, eine
zweite ODER-Schaltung 1912 und
einen Zähler 1916.
Der Puffer 1906 verzögert
das von dem variablen Verzögerungselement 1814 der
letzten Stufe ausgegebene Taktsignal und liefert es zu jeder der
mehreren Flipflop-Schaltungen 1904. Die Flipflop-Schaltung 1904 liefert
die Operationsergebnisse der mehreren EOR-Schaltungen 1902 zu
der ersten ODER-Schaltung 1908, der dritten ODER-Schaltung 1910 oder
der zweiten ODER-Schaltung 1912.
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Hier
enthalten die mehreren Zeitkomparatoren 1816 eine erste
Zeitkomparatorgruppe, die ein Satz der meh reren Zeitkomparatoren 1816 ist,
zum Abtasten des Datensignals auf der Grundlage des Taktsignals,
bei der die durch die variablen Verzögerungselemente 1818 verzögerte Zeit
eine erste Verzögerungszeit
oder kürzer
ist, eine zweite Zeitkomparatorgruppe, die ein Satz der mehreren
Zeitkomparatoren 1816 zum Abtasten des Datensignals auf
der Grundlage des Taktsignals ist, bei der eine durch die variablen
Verzögerungselemente 1818 eine
zweite Verzögerungszeit
oder länger
ist, und eine dritte Zeitkomparatorgruppe, die ein Satz der mehreren
Zeitkomparatoren 1816 zum Abtasten eines Datensignals auf
der Grundlage des Taktsignals ist, bei der die durch die variablen
Verzögerungselemente 1818 verzögerte Zeit
länger
als die erste Verzögerungszeit und
kürzer
als die zweite Verzögerungszeit
ist.
-
Die
mehreren EOR-Schaltungen 1902 enthalten eine erste EOR-Schaltungsgruppe,
die ein Satz der mehreren EOR-Schaltungen 1902 ist, die verwendet
werden für
eine exklusive ODER-Operation bei den Abtastergebnissen der mehreren
Zeitkomparatoren 1816, die in der ersten Zeitkomparatorgruppe
enthalten sind, eine zweite EOR-Schaltungsgruppe, die ein Satz der
mehreren EOR-Schaltungen 1902 ist, die für eine Exklusiv-ODER-Operation bei
den Abtastergebnissen der mehreren Zeitkomparatoren 1816,
die in der zweiten Zeitkomparatorgruppe enthalten sind, verwendet
werden, und eine dritte EOR-Schaltungsgruppe, die ein Satz der mehreren
EOR-Schaltungen 1902 ist, die für eine Exklusiv-ODER-Operation
bei den Abtastergebnissen der mehreren Zeitkomparatoren 1816,
die in der dritten Zeitkomparatorgruppe enthalten sind, verwendet werden.
-
Die
erste ODER-Schaltung 1908 führt eine ODER-Operation bei
den Operationsergebnissen der mehreren EOR-Schaltungen 1902 durch,
die in der ersten EOR-Schaltungsgruppe
enthalten sind, und liefert das Ergebnis zu der FIFO-Schaltung 1914.
Die dritte ODER-Schaltung 1910 führt eine
ODER-Operation bei den Operationsergebnissen der mehreren EOR-Schaltungen 1902 durch,
die in der zweiten EOR-Schaltungsgruppe enthalten sind, und liefert das
Ergebnis zu der FIFO-Schaltung 1914.
Die zweite ODER-Schaltung 1912 führt eine ODER-Operation bei
den Operationsergebnissen der mehreren EOR-Schaltungen 1902 durch,
die in der dritten EOR-Schaltungsgruppe enthalten sind, und liefert das
Ergebnis zu der FIFO-Schaltung 1914. Mit anderen Worten,
wenn die Flanke des Datensignals in Abhängigkeit von dem Taktsignal
früher
als die erste Zeit auftritt, gibt die erste ODER-Schaltung 1908 einen
logischen Wert "1" aus, die dritte
ODER-Schaltung 1910 gibt einen logischen Wert "0" aus und die zweite ODER-Schaltung 1912 gibt
einen logischen Wert "0" aus. Wenn die Flanke
des Datensignals in Abhängigkeit
von dem Taktsignal später
als die erste Zeit und früher
als die zweite Zeit auftritt, gibt die erste ODER-Schaltung 1908 den
logischen Wert "0" aus, die dritte
ODER-Schaltung 1910 gibt den logischen Wert "1" aus und die zweite ODER-Schaltung 1912 gibt
den logischen Wert "0" aus. Wenn die Flanke
des Datensignals in Abhängigkeit
von dem Taktsignal später
als die zweite Zeit auftritt, gibt die erste ODER-Schaltung 1908 den
logischen Wert "0" aus, die dritte
ODER-Schaltung 1910 gibt den logischen Wert "0" aus, und die zweite ODER-Schaltung 1912 gibt
den logischen Wert "1" aus.
-
Die
FIFO-Schaltung 1914 nimmt synchron die von der ersten,
dritten und zweiten ODER-Schaltung 1908, 1910 und 1912 ausgegebenen
logischen Werte auf mit dem durch den Puffer 1906 verzögerten Taktsignal,
während sie
sie synchron wiedergewinnt mit dem von der PLL-Schaltung 1718 des Empfangsendgeräts erzeugten
Taktsignal und sie zu dem Zähler 1916 liefert.
Der Zähler 1916 zählt synchron die
Anzahl von Malen, bei denen die erste, dritte und zweite ODER-Schaltung 1908, 1910 und 1912 jeweils
den logischen Wert "1" ausgeben, mit dem
von der PLL-Schaltung 1718 des Empfangsendgeräts erzeugten
Taktsignal, wenn jeder der mehreren Zeitkomparatoren 1816 die
Abtastoperation mehrere Male bei jedem der mehreren Datensignale
durch jedes der mehreren Taktsignale durchführt und jede der mehreren EOR-Schaltungen 1902 eine
Exklusiv-ODER-Operation
so durchführt,
dass jede der ersten, dritten und zweiten ODER-Schaltungen 1908, 1910 und 1912 mehrere
Male eine ODER-Operation durchführt.
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Die
variable Wiedergewinnungsverzögerungsschaltung 1900 ändert die
Verzögerungszeit des
von der PLL-Schaltung 1718 des
Empfangsendgeräts
erzeugten Taktsignals auf der Grundlage der Ausgangssignale der
ersten, dritten und zweiten ODER-Schaltungen 1908, 1910, 1912,
d.h. des Zählwerts
des Zählers 1916.
Insbesondere verlängert
die variable Wiedergewinnungsverzögerungsschaltung 1900 die
Verzögerungszeit
des Taktsignals, wenn die erste ODER-Schaltung 1908 den
logischen Wert "1" ausgibt, ändert die
Verzögerungszeit
des Taktsignals nicht, wenn die dritte ODER-Schaltung 1910 den logischen
Wert "1" ausgibt, und verkürzt die
Verzögerungszeit
des Taktsignals, wenn die zweite ODER-Schaltung 1912 den
logischen Wert "1" ausgibt. Weiterhin
kann ohne Verwendung des Zählers 1916 die
variable Wiedergewinnungsverzögerungsschaltung 1900 die
Verzögerungszeit
des Taktsignals lang machen, wenn die erste ODER-Schaltung 1908 den
logischen Wert "1" ausgibt, die Verzögerungszeit des
Taktsignals nicht ändern,
wenn die dritte ODER- Schaltung 1910 den
logischen Wert "1" ausgibt, und die
Verzögerungszeit
des Taktsignals kurz machen, wenn die zweite ODER-Schaltung 1912 den logischen
Wert "1" ausgibt. Die variable
Wiedergewinnungsverzögerungsschaltung 1900 stellt
die Phase des Taktsignals in Abhängigkeit
von dem Datensignal in der vorbeschriebenen weise ein und führt eine
Kalibrierung durch BIST (Eingebaute Selbstprüfung) oder automatische Folgeregelung
durch, damit die Phase des Taktsignals nahe der Mitte der Augenöffnung des
Datensignals ist.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, kann gemäß der auf dieses Ausführungsbeispiel
bezogenen Taktwiedergewinnungsschaltung 1716 durch Verwendung
der mehreren Zeitkomparatoren 1816 die Phase des Taktsignals
in Abhängigkeit
von dem Datensignal genau erfasst werden, und weiterhin wird die
Phase des Taktsignals in Abhängigkeit
von dem Datensignal nachgeführt,
so dass die Phase des Taktsignals in Echtzeit eingestellt werden
kann. Daher kann bei der auf dieses Ausführungsbeispiel bezogenen Kommunikationsvorrichtung 1702,
selbst wenn die Phase des Taktsignals durch Störung oder die Änderung
der Umweltbedingungen geändert
wird und weiterhin die Augenöffnung
des Datensignals durch eine derartige Ursache wie den Hochfrequenzverlust
der Übertragungsleitung 1704 klein
wird, die Phase des Taktsignals automatisch nahe der Mitte der Augenöffnung des
Datensignals reguliert werden, und hierdurch kann eine extrem stabile
Datenübertragung
realisiert werden.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung im Wege beispielhafter Ausführungsbeispiele
beschrieben wurde, ist darauf hinzuweisen, dass der Fachmann viele Änderungen
und Ergänzungen
durchführen kann,
ohne den Geist und den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen,
die nur durch die angefügten
Ansprüche
definiert ist.
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GEWERBLICHE
ANWENDBARKEIT
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Wie
vorstehend beschrieben ist, kann gemäß der Erfindung die Phase des
Taktsignals in Abhängigkeit
von dem Datensignal genau erfasst werden, und weiterhin wird die
Phase des Taktsignals in Abhängigkeit
von dem Datensignal nachgeführt,
so dass die Phase des Taktsignals genau eingestellt werden kann.
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Zusammenfassung:
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Eine
Taktwiedergewinnungsschaltung enthält mehrere Stufen aus ersten
variablen Verzögerungselementen
zum aufeinander folgenden Verzögern
eines Datensignals um eine erste Verzögerungszeit, mehrere Stufen
aus zweiten variablen Verzögerungselementen
zum aufeinander folgenden Verzögern
eines Taktsignals um eine zweite Verzögerungszeit, die länger als
die erste Verzögerungszeit
ist, mehrere Zeitkomparatoren zum Abtasten mehrerer der durch die
mehreren Stufen aus den ersten variablen Verzögerungselementen verzögerten Datensignale
mit dem durch die zweiten variablen Verzögerungselemente derselben Stufen
verzögerten
Taktsignal, mehrere EOR-Schaltungen zum Durchführen einer Exklusiv-ODER-Operation
bei einem Paar von der Abtastergebnissen durch ein Paar der aufeinander
folgenden Zeitkomparatoren, und eine variable Wiedergewinnungsverzögerungsschaltung
zum Verzögern
des Taktsignals auf der Grundlage des Operationsergebnisses der
mehreren EOR-Schaltungen.