KR970009679B1 - 클럭간 위상차 측정기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

클럭간 위상차 측정기

제1도는 본 발명의 일 실시에에 따른 클럭간 위상차 측정기의 블럭 구성도.

제2도는 제1도의 구성중 위상차 검출기(10)의 입출력 타이밍 일례도.

제3도는 제1도의 구성중 위상차 측정기(20)의 상세 구성도.

제4도는 전송률 19.2Kbps의 데이타 클럭에 대한 4.096MHz의 기준클럭 분주값을 나타내는 타이밍도.

제5도는 제4도의 분주값으로부터 위상차의 각 백분률에 따른 클럭 카운팅값과 위상차 데이타(DCBA)를 나타내는 상태도.

제6도는 본 발명의 일 실시예에 따라 처음값 래치부(30)에 래치되는 처음 위상차 데이타와 순간값 래치부(40)에 래치되는 순간 위상차 데이타의 비교에 의해 결정되는 위상차 변화량 데이타의 결정 상태도.

제7도는 서로 다른 클럭원으로부터 발생되는 두 클럭간의 위상차를 일례로 도시한 파형도.

제8도는 제1도의 구성중 위상차 변화량 데이타 입력에 따른 인터럽터 발생부(60)의 위상차 측정 데이타 결정 상태도.

본 발명은 네트워크를 형성하는 데이타 통신시스템에 관한 것으로서, 특히 데이타 통신시스템의 서로 다른 클럭원으로부터 생성출력간의 위상차 측정기에 관한 것이다.

일반적으로 네트워크를 형성하고 있는 데이타 통신시스템에 있어서, 송신측과 수신측은 각각 서로 다른 클럭원에 의해 생성되는 데이타 클럭을 사용하여 상호간의 데이타 송수신을 이루게 된다. 그러나 상술한 데이타 송수신에 있어서, 서로 다른 클럭원을 사용함으로써 두 데이타 클럭간에 정확한 동기가 이루어지지 않고 클럭간의 위상차가 발생할 때에는 데이타 송수신 에러가 발생하게 된다.

즉, 송신측(일례로 네트워크의 메인 통신시스템)과 수신측(일례로 터미널)의 두 클럭이 정확히 동기되지 않으면, 송신측의 클럭이 수신측(일례로 터미널)의 클럭보다 빠르거나 느린 경우가 존재한다. 이때 수신측의 클럭이 빠를 때에는 수신측이 송신측으로부터 보내진 데이타중 동일 데이타를 두변 가져가는 엘가 발생되는 문제점이 있었다. 또한 수신측의 클럭이 느릴때에는 수신측에서 상기 송신측으로부터 송신되어진 데이타중 일부를 상실하는 에러가 발생할 수 있다. 그러므로, 서로 다른 클럭원에서 생성출력되는 두 클럭간의 위상차에 의해 발생하는 데이타의 손실 또는 이중 수신의 경우를 없애기 위해서는 이 두 데이타 클럭간의 위상을 측정하여 측정된 값에 따라서 보상을 해주어야 한다.

따라서 본 발명의 목적은 네트워크를 형성하는 데이타 통신시스템에 있어서, 서로 다른 클럭원들로부터 생성되는 두 클럭간의 위상차를 측정하기 위한 클럭간 위상차 측정기를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 네트워크를 형성하는 데이타 통신시스템에 있어서, 서로 다른 클럭원으로부터 입력되는 제1 및 제2 클럭과 소정 기준클럭을 입력받으며, 상기 기준클럭에 동기하여 상기 제1 및 제2클럭간의 위상차를 구하고 상기 위상차에 대응하는 클럭위상차신호를 생성출력하는 위상차 검출수단과, 상기 클럭위상차신호를 입력받아 상기 기준클럭에 동기하여 상기 클럭위상차신호의 한주기동안 기준 클럭에 의한 현재 주기에서의 카운팅값을 구하고, 한주기전 위상차 데이타를 귀환입력받아 한주기전 카운팅값으로 치환하며, 상기 현재 주기의 카운팅값과 상기 한주기전 카운팅값을 비교하여 상기 클럭위상차신호의 변화률에 대응하는 위상차 데이타를 출력하는 위상차 측정수단과, 상기 위상차 데이타를 순차적으로 입력받아 최초 입력된 처음 위상차 데이타 및 각 입력주기에서의 상기 위상차 데이타를 각각 순간 위상차 데이타로 래치 출력하는 래치수단과, 상기 처음 위상차 데이타와 상기 순간 위상차 데이타를 각각 입력받으며, 상기 처음 위상차 데이타와 상기 순간 위상차 데이타의 위상차 변화량에 대응하는 위상차 변화량 데이타를 생성출력하는 위상차 변화량 검출수단과, 상기 위상차 변화량 데이타를 입력받아 상기 두 클럭간의 측정된 위상차에 대응하는 위상차 측정 데이타를 생성출력하는 인터럽트 발생수단으로 구성한다.

이하 본 발명의 바람직한 구성 및 동작의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제 1 도는 본 발명의 일 실시예에 따른 클럭간의 위상차 측정기의 블럭 구성도로서, 위상차 검출기(10)는 서로 다른 클럭원으로부터 입력되는 제1 및 제2 클럭(R1,R2)과 소정 기준클럭(C4M)을 입력받으며, 상기 기준클럭(C4M)에 동기하여 상기 두 입력클럭(R1,R2)의 위상차를 구하여 클럭위상차신호(R2-R1)로 출력한다.

위상차 측정기(20)는 상기 클럭위상차신호(R2-R1)를 입력받으며, 상기 클럭위상차신호(R2-R1)의 한주기를 상기 기준클럭(C4M)에 동기하여 카운팅한 기준클럭 카운팅값(Q0~Q6)을 구하고, 이전 주기의 카운팅값(Q0'~Q6')과 비교하여 위상차신호의 변화를 대응하는 4비트의 위상차 데이타(DCBA)를 출력한다.

처음값 래치부(30)는 상기 위상차 데이타(DCBA)를 입력받으며, 시스템 초기화후 입력된 위상차 데이타(DCBA)를 처음 위상차 데이타로 래치 출력한다.

순간값 래치부(40)는 각 입력주기마다의 상기 위상차 데이타(DCBA)를 순차적으로 입력받아 순간 위상차 데이타로 래치 출력한다.

위상차 변화량 검출부(50)는 상기 처음값 래치부(30)로부터 래치 출력되는 처음 위상차 데이타와 상기 순간값 래치부(40)로부터 출력되는 순간 위상차 데이타를 각각 입력받아 상기 두 입력 위상차 데이타 간의 변화량에 대응하는 위상차 변화량 데이타를 출력한다.

인터럽트 발생부(60)는 상기 위상차 변화량 데이타를 입력받아 위상차 측정 데이타(D6~D0)로 변환 출력하고, 위상차의 변화에 대응하는 인터럽트신호(INT)를 생성출력한다.

제 2 도는 두 다른 클럭원으로부터 생성된 두 클럭(R1,R2)을 입력받아 상기 클럭위상차신호(R2-R1)를 출력하는 상기 위상차 검출기(10)의 입출력 타이밍을 일례로 도시한 타이밍도이다.

제 3 도는 상술한 제 1 도의 구성중 상기 위상차 측정기(20)의 상게 구성도로서, 제 1 카운터(21)는 상기 클럭위상차신호(R2-R1)와 상기 기준클럭(C4M)을 입력받으며, 상기 클럭위상차신호(R2-R1)로 로우 상태구간을 상기 기준클럭(C4M)으로 카운팅하고, 그 카운팅값(Q0~Q6)을 출력한다.

치환비교기(22)는 상기 카운팅값(Q0~Q6)을 입력받으며, 또한 한주기전에 입력된 클럭위상차신호(R2'-R1')에 따른 한주기전 위상차 데이타(D'C'B'A')를 피드백 입력받아 한주기전 카운팅값(Q0'~Q6')으로 치환하고, 상기 현재 주기에서의 카운팅값(Q0~Q6)과 비교하여 비교결과신호(OUT)를 출력한다.

제 2 카운터(23)는 상기 비교결과신호(OUT)를 카운트인에이블신호로 입력받으며, 상기 기준클럭(C4M)에 동기하여 16진 카운팅한 후 그 카운팅값을 현재 클럭위상차신호에 따른 상기 위상차 데이타(DCBA)로 출력한다.

제 4 도는 전송률 19.2Kbps의 데이타 클럭에 대한 4.096MHz의 기준클럭 분주값을 나타내는 타이밍도이다. 상술한 제 4 도는 CCITT V.100의 권고안에 따른 일례로서, 동기동작시 데이타 전송률 600bps×2ⁿ(n=0,1,2,3,4,5)중의 하나이며, 제 1 클럭(R1)의 결정은 0.6×[8Kbps×2ⁿ(n=0,1,2)]이다. 따라서 이 경우 위상차의 측정은 전송률 19.2Kbps, 9600bps 및 4800bps의 경우에 대한 위상차를 측정한다.

일례로 전송률 19.2Kbps의 데이타 클럭에 대해 4.096MHz의 기준클럭(C4M)을 사용한 경우,

상기 1식에 의거하여 전송률 19.2Kbps의 데이타 클럭에 213.333만큼의 분주를 실행하여 위상차를 측정하게 된다. 즉 상술한 제 4 도는 분주값 및 타이밍을 도시하고 있으며, 213.333의 분주값을 대신하여 213, 213, 214의 분주값으로 정의한다.

제 5 도는 상술한 제 4 도의 분주값으로부터 위상차의 각 백분률에 따른 클럭카운팅값과 위상차 데이타(DCBA)를 나타내는 상태도이다.

제 6 도는 처음값 래치부(30)에 래치되는 처음 위상차 데이타와 순간값 래치부(40)에 래치되는 순간 위상차 데이타의 비교에 의해 결정되는 위상차 변화량 데이타의 결정 상태도이다.

제 7 도는 서로 다른 클럭원으로부터 발생되는 두 클럭간의 위상차를 나타내는 파형도이다.

제 8 도는 제 1 도의 구성중 위상차 변화량 데이타 입력에 따른 인터럽트 발생부(60)의 위상차 측정 데이타 결정 상태도로서, 제8a도는 속도 코드 결정상태이며, 제8b도는 위상차 코드 결정상태를 나타낸다.

이하 상술한 제 1 도 및 제 3 도의 구성과 제2,4,5,6도의 상태도 및 타이밍도를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 특징 및 동작을 상세히 설명한다.

먼저 이하에서 서술할 본 발명의 일 실시예 특징 및 동작에서는 상술한 제 4 도의 간단한 설명에서 밝혔듯이, 일례로 4.096MHz의 기본클럭(C4M)을 사용하고 있으며, 전송률 19.2Kbps의 데이타 클럭(R1,R2)을 사용하고 있다.

먼저 위상차 검출기(10)은 서로다른 클럭원으로부터 전송률 19.2Kbps의 데이타 클럭(R1,R2)이 입력되면, 소정 기준클럭원(도시되지 않음)으로부터 입력되는 4.096MHz의 기준클럭(C4M)에 동기하여 상기 두 데이타 클럭(R1,R2)의 위상차를 검출하여 클럭위상차신호9R2-R1)를 출력한다. 이때 상기 두 데이타 클럭(R1,R2)에 대한 상기 위상차 검출기(10)의 클럭이상차신호 출력상태는 제 2 도의 일례도와 같이 나타날 수 있다.

이후 위상차 측정기(20)내의 제 1 카운터(21)는 상기 클럭위상차신호(R2-R1)를 입력받으며, 상기 기준클럭(C4M)에 동기하여 상기 클럭위상차신호(R2-R1)의 로우상태 구간을 2진카운팅하여 그 카운팅값을 출력한다. 이때 상기 제 1 카운터(21)의 카운팅값(Q0~Q6)은 상기 제 1 카운터(21)를 구성하는 2진카운터의 단수에 따라 몇 비트의 데이타로 출력될 것인가가 결정된다. 상술한 제 1 카운터(21)의 구성은 상기 입력클럭(R1,R2) 및 기준클럭(C4M)의 속도에 따라 증감될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 로우상태 구간을 상기 기준클럭(C4M)으로 카운팅한 최대 카운팅값은 107을 넘지 않으므로, 최대 107의 카운팅 동작을 수행하기 위한 제 1 카운터(21)의 구성은 직렬로 연결되는 7개의 2진카운터에 의해 가능하다. 따라서 상기 카운팅값(Q0~Q6)은 7비트의 데이타형태로 나타나게 된다.

치환비교기(22)는 상기 카운팅값(Q0~Q6)을 입력받으며, 또한 한주기전에 입력된 상기 클럭위상차신호(R2'~R1')에 따라 상기 제 2 카운터(23)로부터 출력되는 한주기전 위상차 데이타(D'C'B'A')를 귀환 입력받는다. 이후 상기 치환비교기(22)는 상기 한주기전 위상차 데이타(D'C'B'A')로부터 한주기전 클럭위상차신호의 카운팅값(Q0'~Q6')을 차환하여 현재 클럭위상차신호의 카운팅값(Q0~Q6)과 비교한다. 이때 상기 치환비교기(22)의 한주기전 카운팅값(Q0'~Q6')으로의 치환구성은 하기 식으로 구성할 수 있다.

즉 Q0'-Q6'가 각각 '1'의 출력을 만족하는 하기 식과 같은 D'C'B'A'의 연산구성에 따라,

로 치환될 수 있다.

이후 상기 치환비교기(22)는 상기 한주기전 카운팅값(Q0'~Q6')을 하기 식에 따른 결과를 그 비교결과신호(OUT)로 출력한다.

제 2 카운터(23)는 상기 비교결과신호(OUT)를 카운트 인에이블신호로 입력받아 상기 기준클럭(C4M)에 동기하여 16진 카운팅하며, 그 카운팅값을 4비트의 위상차 데이타(DCBA)로 출력한다. 이때 상기 위상차 데이타(DCBA)는 각 주기에서의 위상차에 대한 변위값을 나타내며, 제 5 도에 도시된 바와 같이 0-5%사이를 나타내는 0-9의 데이타로 나타난다. 따라서 상술한 제 5 도를 참조하면, 일례로 상기 비교결과신호(OUT)에 인에이블되어 16진카운팅한 위상차 데이타(DCBA)가 0011이면, 한주기전의 위상차에 대한 현재 위상차변위는 20%의 변화량을 나타낸다.

처음값 래치부(30)는 최초로 입력되는 상기 위상차 데이타(DCBA)만을 입력받아 처음 위상차 데이타로 래치출력한다. 순간값 래치부(40)는 연이어 입력되는 상기 위상차 데이타(DCBA)를 입력받으며, 순간 위상차 데이타로 래치 출력한다.

시스템 전원온시 상기 처음값 래치부(30)에서는 R1과 R2의 클럭이 시작된 후 입력되는 위상차 데이타(DCBA)를 래치한다. 이때 상기 처음값 래치부(30)는 연이어 입력되는 최초 3개의위상차 데이타(DCBA)중 다수값에 의해 결정된 위상차 데이타(DCBA)를 래치한다. 즉, 상기 처음값 래치부(30)는 연이어 입력된 3개의 위상차 데이타(DCBA)중 2개 이상의 동일값인 경우 이를 정확한 처음 위상차 데이타로 래치하며, 각자가 다른 경우에는 래치하지 않고 다음 3개의 위상차 데이타(DCBA)를 다시 검색하여 래치출력한다. 상술한 동작은 R1과 R2의 노이즈에 따른 예기치 못한 경우의 에러를 방지하기 위함이다. 이때 처음에 래치되는 상기 처음 위상차 데이타는 위상차에 따른 실제값을 래치하여 다음 위상차 데이타와의 상대적인 비교를 실행하여 위상의 순간변화를 결정하므로 어떤값이 래치되든 무관하다.

위상차 변화량 검출부(50)는 상기 처음값 래치부(30)로부터 래치 출력되는 처음 위상차 데이타와 상기 순간값 래치부(40)로부터 출력되는 순간 위상차 데이타를 입력받으며, 상기 두 입력 위상차 데이타를 비교하여 제 6 도의 결정상태에 따라 결정되는 위상차 변화량 데이타를 해당 출력단(CK00-CK80)을 통해 출력한다.

이하 제 6도의 결정상태를 참조하여 상기 위상차 변화량 검출부(50)의 동작을 간단히 살펴본다.

일례로서 제 6 도에서 처음 위상차 데이터(FLV : First Lached Value)가 7이고, 현재 주기에서의 순간 위상차 데이타 입력이 8인 경우에는 처음값보다 순간값이 증가되었으므로 업 상태이다. 순간값이 10이 되는 경우 ±15%(±20%)이며, 홀수번째 6인 경우 ±35%(±40%)이고, 짝수번째인 2인 경우15%(20%)이며, 짝수번째 7인 경우 0%에 해당된다. 이후 상술한 동작에서 결정된 업 상태를 이용 R1을 기준으로 R2의 상태에 따라 R2의 속도가 R1보다 느린지 빠른지는 제 8 도의 속도결정상태도에 따라 결정된다. 일례로 제 7 도의 파형도를 참조하면, A와 같이 업상태가 결정된 후 R1과 R2의 클럭관계를 보면 R2가 느린 경우이고, 다운상태(down state)라면 E2가 보다 빠른 것이다. B의 경우는 업상태의 경우 R2가 빠른 경우이며, 다운상태인 경우 R2가 느린 경우이다. 일례로 상기 위상차 결정량이35%이고, R1보다 R2가 빠른 경우에, 상기 위상차 변화량 검출부(50)는 CK40 출력단을 통해 위상차 변화량 데이타를 출력한다.

인터럽트 발생부(60)는 상기 위상차 변화량 검출부(50)를 통해 입력되는 위상차 변화량 데이타를 입력받아 위상차 측정 데이타로 변화출력하고, 입력클럭의 위상차 변화가 있음을 알리는 인터럽트신호(INT)로 출력한다. 상기 위상차 측정 데이타로의 변환은, 먼저 상기 위상차 변화량 검출부(50)의 CK40출력단을 통해 상기 위상차 변화량 데이타가 입력되면 위상차 결정량이 ＋40임을 인지하고, 제 8 도의 결정상태도에 따라 R1보다 R2 가 빠르므로 D6D5의 데이타값은 01이며, 위상차 결정량이 40이므로 위상차 측정데이타의 최종 출력은 1101110(D0~D6)이 된다.

따라서 상술한 바와 같이 본 발명은 서로다른 클럭원에서 생성된 데이타 클럭의 위상차를 정확히 측정할 수 있으므로 데이타 통신시스템의 데이타 전송시에 송수신측의 데이타 클럭보상을 정확히 이루도록 할 수 있다는 장점이 있다.

또한 본 발명은 디지탈 로직게이트로 구현하므로 단일 칩으로의 설계가 용이하다.

Claims (6)

1. 네트워크를 형성하는 데이타 통신시스템에 있어서 ; 서로 다른 클럭원으로부터 입력되는 제1 및 제2 클럭과 소정 기준클럭을 입력받으며, 상기 기준클럭에 동기하여 상기 제1 및 제2클럭간의 위상차를 구하고 상기 위상차에 대응하는 클럭위상차신호를 생성출력하는 위상차 검출수단과 ; 상기 클럭위상차신호를 입력받아 상기 기준클럭에 동기하여 상기 클럭위상차신호의 한주기동안 기준 클럭에 의한 현재 주기에서의 카운팅값을 구하고, 한주기전 위상차 데이타를 귀환입력받아 한주기전 카운팅값으로 치환하며, 상기 현재 주기의 카운팅값과 상기 한주기전 카운팅값을 비교하여 상기 클럭위상차신호의 변화률에 대응하는 위상차 데이타를 출력하는 위상차 측정수단과 ; 상기 위상차 데이타를 순차적으로 입력받아 최초 입력된 처음 위상차 데이타 및 각 입력주기에서의 상기 위상차 데이타를 각각 순간 위상차 데이타로 래치 출력하는 래치수단과 ; 상기 처음 위상차 데이타와 상기 순간 위상차 데이타를 각각 입력받으며, 상기 처음 위상차 데이타와 상기 순간 위상차 데이타의 위상차 변화량에 대응하는 위상차 변화량 데이타를 생성출력하는 위상차 변화량 검출수단과 ; 상기 위상차 변화량 데이타를 입력받아 상기 두 클럭간의 측정된 위상차에 대응하는 위상차 측정 데이타를 생성출력하는 인터럽트 발생수단으로 구성함을 특징으로 하는 클럭간의 위상차 측정기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 위상차 측정수단은 ; 상기 클럭위상차신호와 상기 기준클럭을 입력받으며, 상기 클럭위상차 신호를 상기 기준크럭으로 분주하여 그 분주비를 출력하는 분주수단과, 상기 분주비를 입력받으며, 또한 한주기전 위상차 데이타를 피드백입력받아 한주기전 클럭위상차신호에 대한 한주기전 분주비로 치환하고, 상기 분주비와 상기 한주기전 분주비를 연산비교하여 그 비교결과신호를 출력하는 치환 비교수단과, 상기 비교결과신호를 카운트인에이블신호로 입력받으며, 상기 기준클럭에 동기하여 카운팅한 후 그 카운팅값을 현재 클럭위상차신호에 따른 상기 위상차 데이타로 출력하는 카운팅 수단으로 구성함을 특징으로 하는 클럭간의 위상차 측정장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 카운팅수단이, 16진 카운터임을 특징으로 하는 클럭간의 위상차 측정장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 래치수단은 ; 초기화부터 순차적으로 입력되는 상기 위상차 데이타를 입력받으며, 상기 위상차 데이타중 적어도 둘 이상의 동일값을 나타내는 위상차 데이타를 처음 위상차 데이타로 래치하고 출력하는 처음값 래치수단과 ; 상기 위상차 데이타를 순차적으로 입력받아 각각 순간 위상차 데이타로 래치출력하는 순간값 래치수단으로 구성함을 특징으로 하는 클럭간의 위상차 측정장치.
5. 네트워크를 형성하는 데이타 통신시스템에 있어서 ; 서로 다른 클럭원으로부터 입력되는 제1 및 제2 클럭과 소정 기준클럭을 입력받으며, 상기 기준클럭에 동기하여 상기 제1 및 제2클럭간의 위상차를 구하고 상기 위상차에 대응하는 클럭위상차신호를 생성출력하는 위상차 검출수단과 ; 상기 클럭위상차신호와 상기 기준클럭을 입력받으며, 상기 클럭위상차신호를 상기 기준클럭으로 분주하여 그 분주비를 출력하는 분주수단과 ; 상기 분주비를 입력받으며, 또한 한주기전 위상차 데이타를 피드백 입력받아 한주기전 클럭위상차신호에 대한 한주기전 분주비로 치환하고, 상기 분주비와 상기 한주기전 분주비를 연산비교하여 그 비교결과 신호를 출력하는 치환 비교수단과 ; 상기 비교결과신호를 카운트인에이블신호로 입력받으며, 상기 기준클럭에 동기하여 카운팅한 후 그 카운팅값을 현재 클럭위상차신호에 따른 상기 위상차 데이타로 출력하는 카운팅 수단과 ; 초기화부터 순차적으로 입력되는 상기 위상차 데이타를 입력받으며, 상기 위상차 데이타중 적어도 둘 이상의 동일값을 나타내는 위상차 데이타를 처음 위상차 데이타로 래치하고 출력하는 처음값 래치 수단과 ; 각 입력클럭 주기마다의 상기 위상차 데이타를 순차적으로 입력받아 각각 순간 위상차 데이타로 래치 출력하는 순간값 래치수단과 ; 상기 처음 위상차 데이타와 상기 순간 위상차 데이타를 각각 입력받으며, 상기 처음 위상차 데이타와 상기 순간 위상차 데이타간의 위상차 변화량에 대응하는 위상차 변화량 데이타를 생성출력하는 위상차 변화량 검출수단과 ; 상기 위상차 변화량 데이타를 입력받아 상기 두 클럭간의 측정된 위상차에 대응하는 위상차 측정 데이타를 생성출력하는 인터럽트 발생수단으로 구성함을 특징으로 하는 클럭간의 위상차 측정기.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 카운팅수단이 16진 카운터임을 특징으로 하는 클럭간의 위상차 측정기.