Brevet FR2734969A1 — publié le 19961206

DisDositif de récuDération d'horloge. La présente invention concerne la récupération d'un signal d'horloge et elle trouve avantageusement application dans la réalisation de circuits électronique intégrés å mode de fonctionnement numérique. Un dispositif permettant une telle récupération est typiquement utilisable dans un système de télécommunications pour recuperer un signal d'horloge a partir d'un signal d'entrée rythmé de type binaire porteur de données. Ce signal d'entrée a notamment pu être rythmé par une horloge puis être transmis sans être accompagné par un signal d'horloge correspondant. Typiquement le signal d'horloge recupéré permet de regénérer en phase le signal porteur de données avant de le transmettre à des circuits de réception. La présente invention est notamment applicable au décodage d'un signal binaire à inversion codée des 1, dit ci-après signal codé CMI. Un tel signal peut être obtenu par application d'un code à un signal binaire d'origine constitué par une succession de bits zéro ou un occupant chacun une période bit. Selon ce code chaque bit zéro est remplacé par un signal zéro et un signal un occupant respectivement la première et la deuxième moitié de la période bit correspondante. Chaque bit un est remplacé par un signal occupant toute la période bit correspondante, ce signal étant un signal zéro ou un signal un selon que le signal remplaçant le dernier bit un précédent était un signal un ou un signal zéro, respectivement. Ce code fournit un signal qui présente à la fois l'avantage de ne comporter aucune composante continue et celui de faciliter la récupération du signal d'horloge. Ce dernier est en effet récupérable à partir des transitions de 1 à 0 qui se produisent toujours en fin de période bit. On connaît des dispositifs de récupération d'horloge dans lesquels un circuit logique constitue un port d'entrée recevant un signal codé. Ce circuit fournit en réponse un signal binaire de pilotage qui ne présente que certaines des alternances du signal d'horloge à reconstituer et qui pilote un oscillateur analogique. Cet oscillateur fournit le signal d'horloge réel. Cette solution présente des inconvénients dûs au caractère analogique de l'oscillateur qui est encombrant et nécessite des réglages. C'est pourquoi il a été proposé de réaliser un dispositif de récupération d'horloge entièrement numérique. Un tel dispositif est décrit dans le brevet français 2 495 408. I1 évite les inconvénients des dispositifs antérieurs. Mais le besoin reste ressenti d'accroître autant que possible la résistance du dispositif à des interruptions ou à des alterations du signal d'entrée. La présente invention a notamment pour but de satisfaire ce besoin mieux que précédemment. Dans ce but elle a pour objet un dispositif de récupération d'horloge comportant - un port d'entrée pour recevoir un signal d'entrée non périodique présentant des transitions rythmées, un intervalle de temps étant défini de manière répétitive par les transitions du signal d'entrée et constituant un intervalle d'entrée, ce port transmettant en réponse un signal de pilotage non périodique présentant des transitions alternées entre un premier et un deuxième niveau, ce port formant les transitions du signal de pilotage à partir du signal d'entrée de manière à les rythmer à une période d'horloge présentant un rapport prédéterminé avec l'intervalle d'entrée, - et un oscillateur formant un signal d'horloge présentant alternativement lesdits premier et deuxième intervalles d'horloge égal à la moitié de ladite avec des transitions se succédant régulièrement à un intervalle d'horloge égal à la moitié de ladite période d'horloge, cet oscillateur étant piloté par le signal de pilotage pour caler temporellement ces transitions sur celles du signal de pilotage, ce dispositif étant caractérisé par le fait que ledit port d'entrée impose audit signal de pilotage de présenter des valeurs dudit premier niveau exclusivement pendant des durées égales audit intervalle d'horloge et de présenter des valeurs dudit deuxième niveau exclusivement pendant des durées égales à un multiple impair de cet intervalle d'horloge, ledit oscillateur comportant - un moyen logique présentant une première et une deuxième entrée recevant respectivement ledit signal de pilotage et un signal interne et fournissant en réponse ledit signal d'horloge, ce moyen logique donnant ledit premier niveau à ce signal d'horloge seulement lorsque le signal de pilotage et le signal interne ont tous deux ledit deuxième niveau, - et un moyen retardateur recevant ce signal d'horloge et lui appliquant un retard égal audit intervalle d'horloge pour former ledit signal interne. I1 résulte de ce qui précède que, lorsque ledit moyen logique de l'oscillateur fournit le signal d'horloge, il réalise la fonction NON-ET ET ou la fonction NON-OU OU selon que la valeur logique que l'on attribue au premier niveau est zéro ou un, respectivement. A l'aide des figures schématiques ci-jointes, on va décrire plus particulièrement ci-après, à titre d'exemple non limitatif, comment la présente invention peut être mise en oeuvre. Lorsque des éléments de mêmes fonctions sont représentés sur plusieurs figures il y sont désignés par le même signe de référence. La figure 1 représente un premier dispositif selon cette invention. La figure 2 représente un diagramme de variation de signaux se propageant dans ce premier dispositif. La figure 3 représente à la fois un deuxième, un troisième, un quatrième et un cinquième dispositif selon cette invention, ces dispositifs différant les uns des autres seulement par la durée d'un retard appliqué par un organe de ces dispositifs. Les figures 4, 5, 6 et 7 représentent respectivement des diagrammes de variation de signaux se propageant dans ces deuxième, troisième, quatrième et cinquième dispositifs. Sur les figures 2 et 4 à 7 des valeurs logiques binaires d'un signal d'entrée sont indiquées par les chiffres 0 et 1. Conformément à la figure 1 le port d'entrée E d'un dispositif selon l'invention reçoit un signal d'entrée désigné par la lettre a. Ce signal est rythmé et présente des transitions qui peuvent être des transitions de niveau ou de phase ou autre et qui sont typiquement des transitions abruptes de niveau. Un intervalle de temps apparaît de manière répétitive entre deux transitions consécutives de ce signal, ou du moins est défini de manière répétitive par la succession de ces transitions. I1 constitue un intervalle d'entrée TE. En réponse au signal d'entrée ce port transmet un signal de pilotage présentant des valeurs d'un premier niveau exclusivement pendant des durées égales audit intervalle d'horloge et des valeurs d'un deuxième niveau exclusivement pendant des durées égales à un multiple impair de cet intervalle d'horloge. Dans certains cas ces caractéristiques nécessaires du signal de pilotage appartiennent déjà au signal d'entrée. Ce dernier est alors apte à constituer directement le signal de pilotage et le port d'entrée peut être simplement constitué par une borne de connexion. Sa structure doit cependant de manière générale être composite pour s'adapter à un signal d'entrée présentant d'autres caractéristiques comme cela apparaîtra dans les exemples qui seront donnés plus loin. Le dispositif selon l'invention inclut aussi un oscillateur W. Ce dernier comporte un moyen tel qu'une porte logique PW présentant une première et une deuxième entrée PW1 et PW2 recevant respectivement le signal de pilotage p et un signal interne j et fournissant en réponse le signal d'horloge recupéré h. Ce moyen réalise la fonction NON-ET (ET), étant entendu que, dans le seul but de faciliter la compréhension, on admet ici et ciaprès par simple convention que lesdits premièr et deuxième niveaux constituent respectivement des valeurs logiques zéro et un Cet oscillateur comporte aussi un moyen retardateur RW recevant le signal d'horloge et lui appliquant un retard X égal à l'intervalle d'horloge pour former le signal interne j. Dans les signaux d'entrée des types habituellement utilisés tels que les signaux codés CMI ou les signaux binaires lesdites transitions du signal d'entrée étant séparées par des intervalles de temps présentant des durées respectives égales à des multiples entiers d'un même intervalle de temps. Dans le cas où le signal d'entrée reçu par le dispositif selon l'invention appartient à un tel type, c'est ce dernier intervalle de temps qui constitue ledit intervalle d'entrée et l'intervalle d'horloge T est égal à cet intervalle d'entrée TE divisé par un diviseur d'entrée constitué par un nombre entier n.Dans ce cas, de préférence, le port d'entrée E comporte - des moyens de transposition recevant le signal d'entrée a et appliquant à ce signal, par exemple à l'aide d'un moyen retardateur RE, un retard X égal à l'intervalle d'horloge, ces moyens inversant en outre ce signal, par exemple à l'aide d'un inverseur VE, pour fournir un signal d'entrée transposé b, - et un moyen logique recevant le signal d'entrée a et le signal d'entrée transposé b, ce moyen constituant une porte d'entrée PE réalisant une fonction logique appartenant au groupe des fonctions OU et OU-EXCLUSIF pour fournir le signal de pilotage p. Dans le cas où le diviseur d'entrée n est impair, la porte d'entrée PE doit être une porte OU. Dans le cas où le diviseur d'entrée n est pair, cette porte peut encore être du type OU, mais elle est de préférence une porte OU-EXCLUSIF. Le choix de ce dernier type de porte permet en effet de profiter de toutes les transitions du signal pour améliorer la précision du dispositif lorsque les temps de retard des moyens retardateurs RW et RE présentent des écarts parasites limités par rapport à l'intervalle d'horloge T défini par le signal d'entrée. La figure 1 représente un premier dispositif selon l'invention dans lequel le diviseur d'entrée vaut n=1. La porte PE est alors une porte OU et le signal de pilotage vaut p = a+b. La figure 3 représente notamment un deuxième et un troisième dispositifs selon l'invention dans lesquels n=2 et n=4, respectivement. La porte d'entrée PE est alors une porte OU-EXCLUSIF et le signal de pilotage vaut p = ab. Dans ces trois premiers dispositifs et conformément aux figures 2, 4 et 5 le signal d'entrée est un signal codé CMI. Le dispositif de la figure 1 est de plus muni de moyens de décodage pour fournir un signal décodé reproduisant un signal binaire d'origine à partir duquel le signal d'entrée a a pu être formé par codage. Ces moyens de décodage comportent - Une porte PD du type ET recevant le signal d'entrée a et le signal d'entrée transposé b pour fournir un signal d'entrée modifié ab, - des moyens de transposition RD, VD recevant le signal d'horloge h et appliquant à ce signal, par exemple à l'aide d'un moyen retardateur RD, un retard 2/2 égal au quart de la période d'horloge TH et par exemple inversant ce signal à l'aide d'un inverseur VD pour fournir un signal d'horloge transposé c, - et une bascule BD type D déclenchée par transition, par exemple par transition positive, la bascule étant alors dite en anglais "D type positive edge triggered flip-flop". Cette bascule présente d'une part une entrée de données D recevant le signal d'entrée modifié ab, d'autre part une entrée d'horloge C1 recevant le signal d'horloge transposé c. Elle fournit en réponse, par exemple sur sa sortie complémentaire Q, le signal décodé. Dans un quatrième et un cinquième dispositifs selon l'invention représentés à la figure 3 le signal d'entrée a est un signal binaire et la porte d'entrée PE est une porte OU-EXCLUSIF. Conformément aux figures 6 et 7 ces dispositifs correspondent respectivement au cas où n=2 et au cas où n= 10. REVENDICATIONS 1) Dispositif de récupération d'horloge comportant - un port d'entrée (E) pour recevoir un signal d'entrée (a) non périodique présentant des transitions rythmées, un intervalle de temps étant défini de manière répétitive par les transitions du signal d'entrée et constituant un intervalle d'entrée (TE), ce port transmettant en réponse un signal de pilotage non périodique présentant des transitions alternées entre un premier et un deuxième niveau, ce port formant les transitions du signal de pilotage à partir du signal d'entrée de manière à les rythmer à une période d'horloge (TH) présentant un rapport prédéterminé avec l'intervalle d'entrée, - et un oscillateur (W) formant un signal d'horloge (h) présentant alternativement lesdits premier et deuxième niveaux avec des transitions se succédant régulièrement à un intervalle d'horloge (t) égal à la moitié de ladite période d'horloge, cet oscillateur étant piloté par le signal de pilotage pour caler temporellement ces transitions sur celles du signal de pilotage, ce dispositif étant caractérisé par le fait que ledit port d'entrée (E) impose audit signal de pilotage (p) de présenter des valeurs dudit premier niveau exclusivement pendant des durées égales audit intervalle d'horloge et de présenter des valeurs dudit deuxième niveau exclusivement pendant des durées égales à un multiple impair de cet intervalle d'horloge, ledit oscillateur comportant - un moyen logique (PW) présentant une première et une deuxième entrée (PW1 et PW2) recevant respectivement ledit signal de pilotage (p) et un signal interne (j) et fournissant en réponse ledit signal d'horloge (h), ce moyen logique donnant ledit premier niveau à ce signal d'horloge seulement lorsque le signal de pilotage et le signal interne ont tous deux ledit deuxième niveau, - et un moyen retardateur (RW) recevant ce signal d'horloge et lui appliquant un retard (X) égal audit intervalle d'horloge pour former ledit signal interne (j). 2) Dispositif selon la revendication 1, lesdites transitions du signal d'entrée étant séparées par des intervalles de temps présentant des durées respectives égales à des multiples entiers d'un même intervalle de temps constituant ledit intervalle d'entrée, ce dispositif étant caractérisé par le fait que ledit intervalle d'horloge (X) est égal à cet intervalle d'entrée (TE) divisé par un diviseur d'entrée constitué par un nombre entier (n). 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que ledit port d'entrée (E) comporte - des moyens de transposition (RE, VE) recevant ledit signal d'entrée (a) et appliquant à ce signal un retard (X) égal audit intervalle d'horloge et inversant ce signal pour fournir un signal d'entrée transposé (b) - et un moyen logique recevant le signal d'entrée (a) et le signal d'entrée transposé (b), ce moyen constituant une porte d'entrée (PE) réalisant une fonction appartenant au groupe des fonctions logiques OU et OU EXCLUSIF pour fournir ledit signal de pilotage (p), lesdites fonctions logiques étant appliquées auxdits premier et deuxième niveaux en tant que constituant respectivement des valeurs logiques zéro et un. 4) Dispositif selon la revendication 3, ledit diviseur d'entrée (n) étant impair, ladite porte d'entrée (PE) constituant une porte OU. 5) Dispositif selon la revendication 3, ledit diviseur d'entrée étant pair. 6) Dispositif selon la revendication 5, ladite porte d'entrée (PE) constituant une porte OU-EXCLUSIF. 7) Dispositif selon la revendication 4, ledit signal d'entrée (a) étant un signal codé CMI, ledit diviseur d'entrée (n) étant le nombre 1, ledit dispositif étant muni de moyens de décodage pour fournir un signal décodé reproduisant un signal binaire d'origine à partir duquel ledit signal d'entrée (a) a pu être formé, ces moyens de décodage comportant - une porte ET (PD) recevant ledit signal d'entrée (a) et ledit signal d'entrée transposé (b) pour fournir un signal d'entrée modifié (ab), - des moyens de transposition (RD, VD) recevant ledit signal d'horloge (h) et appliquant & ce signal un retard (X/2) égal au quart de ladite période d'horloge pour fournir un signal d'horloge transposé (c), - et une bascule (BD) type D déclenchée par transition (BD), cette bascule présentant d'une part une entrée de données (D) recevant le signal d'entrée modifié (ab), d'autre part une entrée d'horloge (C1) recevant le signal d'horloge transposé (c), cette bascule fournissant en réponse ledit signal décodé (s). 8) Dispositif selon la revendication 6, ledit signal d'entrée (a) étant un signal binaire.