클럭 리커버리
Clock recovery디지털 데이터의 시리얼 통신에서 클럭 리커버리란 시리얼 데이터 스트림 자체에서 타이밍 정보를 추출하는 프로세스로 스트림 내의 데이터 타이밍을 별도의 클럭 정보 없이 정확하게 결정할 수 있도록 한다.이것은 데이터 통신에 널리 사용됩니다.컬러 텔레비전과 같은 아날로그 시스템에서 사용되는 것과 유사한 개념은 캐리어 리커버리라고 알려져 있습니다.
기본 개념
시리얼 데이터는 일반적으로 타이밍 제약이 명확하게 정의된 일련의 펄스로 전송됩니다.이는 수신 측에 문제를 일으킵니다.자신의 로컬클락이 송신기와 정확하게 동기화되지 않으면 잘못된 시각에 신호를 샘플링하여 신호를 잘못 디코딩할 수 있습니다.이것은 원자 시계와 같이 매우 정확하고 안정적인 클럭으로 해결할 수 있지만 비용이 많이 들고 복잡합니다.석영 발진기와 같은 보다 일반적인 저비용 클럭 시스템은 짧은 시간 동안 이 작업에 충분히 정확하지만, 몇 분 또는 몇 시간 동안 이러한 시스템의 드리프트로 인해 대부분의 작업에서 타이밍이 너무 부정확해집니다.
클럭 리커버리에서는 데이터 스트림에 클럭 정보를 삽입함으로써 이 문제에 대처하고 송신기의 클럭타이밍을 판별할 수 있습니다.이것은 보통 데이터에 삽입된 짧은 신호의 형태를 취하는데, 이는 쉽게 볼 수 있고 위상 잠금 루프 또는 유사한 조정 가능한 오실레이터에서 사용하여 클럭 신호 사이의 주기에 신호 시간을 재는 데 사용할 수 있는 로컬 클럭 신호를 생성합니다.이 접근법의 장점은 수신기가 항상 제한 범위 내에서 일치하기 때문에 송신기 클럭의 작은 드리프트를 보상할 수 있다는 것입니다.
이 용어는 디지털 데이터 전송을 설명하기 위해 가장 많이 사용되며, 이 경우 신호 전체가 클럭 복구에 적합합니다.예를 들어 초기 300bps 모뎀의 경우 바이너리1과 0을 나타내기 위해 사용되는2개의 주파수 사이의 천이에서 신호의 타이밍이 회복되었습니다.일부 데이터에는 전환이 없을 수 있으므로 예를 들어 긴 0 문자열, 추가 비트가 신호, 시작 비트 및 중지 비트에 추가됩니다.이를 통해 최소 두 번의 전환이 매번 발생합니다.수신기가 로컬 오실레이터를 정확하게 설정하기에 충분한 1µ30초입니다.
기본 개념은 또한 비디지털 사용을 포함한 다양한 분야에서 사용됩니다.예를 들어 선구적인 Wireless Set Number 10은 클럭 회복을 사용하여 전송되는 아날로그 Pulse-Code Modulation(PCM; 펄스 코드 변조) 음성 신호를 적절히 샘플링했습니다.
이 개념의 또 다른 예는 컬러 텔레비전 시스템에 사용된다.색상 정보는 스테이션 간에 표류할 수 있는 매우 특정한 주파수로 전달됩니다.수신기가 송신기 자신의 반송파 주파수를 정확하게 일치시키기 위해 송신기는 스캔 라인이 시작되기 전에 사용되지 않는 공간에 신호의 짧은 버스트를 송신합니다.이 컬러버스트 신호는 텔레비전의 로컬 오실레이터에 전원을 공급하기 위해 사용되며, 로컬 오실레이터는 로컬 신호를 사용하여 라인의 색상 정보를 디코딩합니다.이러한 예에서는 이 개념을 캐리어 리커버리라고 부릅니다.
세부 사항
일부 디지털 데이터 스트림, 특히 고속 시리얼 데이터 스트림(디스크 드라이브의 자기 헤드와 이더넷 등의 시리얼 통신 네트워크로부터의 데이터 스트림 등)은 클럭 신호 없이 전송됩니다.수신기는 대략적인 주파수 기준에서 클럭을 생성한 다음 위상 잠금 루프(PLL)를 사용하여 클럭을 데이터 스트림의 전환에 위상 정렬합니다.이것은 일반적으로 clock and data recovery(CDR; 클럭 및 데이터 복구)라고 불리는 프로세스를 실행하는 방법의1개입니다다른 방법으로는 지연 잠금 루프 사용 및 데이터 [1]스트림의 오버샘플링이 있습니다.
오버샘플링은 자유 실행 클럭의 여러 위상을 사용하여 입력 샘플을 여러 개 생성한 다음 최적의 샘플을 선택하여 블라인드 방식으로 수행할 수 있습니다.또는 데이터 스트림 주파수의 몇 배수로 동작하는 샘플링 클락에 의해 구동되는 카운터를 사용할 수 있으며, 데이터 스트림과 데이터 스트림의 전이마다 카운터가 리셋되어 소정의 카운트로 샘플링된다.이 두 가지 유형의 오버샘플링은 각각 [citation needed]공간 및 시간으로 불리기도 합니다.Best Bit Error Ratio(BER; 최적의 비트오류비)는 샘플이 데이터 스트림의 [2]천이로부터 가능한 한 멀리 떨어져 있을 때 얻을 수 있습니다.카운터를 사용하는 대부분의 오버샘플링 설계는 데이터 스트림의 짝수 배수인 샘플링 클럭 주파수를 사용하는 반면 홀수 배수는 데이터 스트림의 천이로부터 더 멀리 샘플링 포인트를 생성할 수 있으며 짝수 배수를 사용하는 설계의 거의 절반 주파수에서 이를 수행할 수 있습니다.오버샘플링 타입 CDR에서는 데이터 샘플링에 사용되는 신호를 회복 클럭으로 사용할 수 있습니다.
클럭 리커버리는 캐리어 리커버리 문제와 매우 밀접하게 관련되어 있습니다.캐리어 리커버리 문제는 억제된 캐리어 변조 방식이 사용되었을 때 캐리어 위상잠금 버전을 다시 작성하는 프로세스입니다.이러한 문제는 1956년 논문에서 처음 다루어졌습니다.이 논문에서 현재는 Costas [3]루프라고 불리는 클럭 복구 방법을 도입했습니다.그 이후로 많은 추가 방법이 개발되었습니다.
이 방식이 작동하려면 데이터 스트림이 PLL 발진기의 드리프트를 수정할 수 있을 정도로 자주 전환되어야 합니다.클럭 리커버리 유닛이 이행하지 않고 동작할 수 있는 시간의 제한을 Maximum Continuous Equal Digits(CID; 최대 연속 동일 자리수) 사양이라고 합니다.빈번한 전환을 보증하기 위해 어떤 종류의 셀프클럭킹 신호가 사용됩니다.종종 런렝스 제한 부호화입니다.8b/10b 부호화는 매우 일반적인 반면 맨체스터 부호화는 802.3 로컬지역 네트워크의 오래된 리비전에서도 같은 목적을 수행합니다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ Hsieh, Ming-ta; Sobelman, Gerald (December 2008). "Architectures for Multi-Gigabit Wire-Linked Clock and Data Recovery". IEEE Circuits and Systems Magazine. Institute of Electrical and Electronics Engineers. 8 (4): 45–57. doi:10.1109/MCAS.2008.930152.
- ^ admin (Aug 2015). "Beginners Guide To Clock Data Recovery". Arrow Devices. Retrieved 2016-09-07.
- ^ Costas, J.P. (1956). "Synchronous communications". Proceedings of the IRE. IEEE. 44 (12): 1713–1718. doi:10.1109/JRPROC.1956.275063.
