(57)【要約】【課題】ジッタがあっても、安定したクロックのリカバリを実現する。【解決手段】データ信号を物理的インターフェース介して受けて、デジタル波形データとして取り込む（９００）。プロセッサは、デジタル信号の波形データの導関数を求め（９１０）、その２乗又は絶対値を算出し（９１５）、これにバンドパス・フィルタを適用する（９２０）。フィルタ処理の結果について、エッジ・クロス時点を求める（９２５）。エッジ・クロス時点に対してＰＬＬをかけて、クロックをリカバリする。ＰＬＬは、低周波数ジッタがあっても追従するゴールデンＰＬＬとするか、又は、ＰＬＬが追従可能な低周波数ジッタのみとなるように、ＰＬＬとローパス・フィルタを組み合わせて使用しても良く、これによって低周波数ジッタを除去したクロックがリカバリできる（９３０）。【選択図】図９
2016213834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ信号からクロック信号をリカバリするよう構成される装置であって、
上記データ信号のデータ信号情報を取込むための物理的インタフェースと、
上記データ信号情報と、リカバリ・クロック信号と、クロック・リカバリ方法を実行するためのソフトウェア命令とを記憶するメモリと、
上記ソフトウェア命令を実行するよう構成されるプロセッサと
を具え、
上記クロック・リカバリ方法が、
上記データ信号情報の導関数を算出する処理と、
上記導関数の２乗又は絶対値を算出する処理と、
上記２乗又は絶対値にバンドパス・フィルタを適用して、フィルタ処理の結果を得る処理と、
上記フィルタ処理の結果における１つ以上のエッジ・クロス時点を求める処理と、
１つ以上の上記エッジ・クロス時点から上記リカバリ・クロック信号を得る処理と
を有するクロック・リカバリ装置。
【請求項２】
データ信号からクロック信号をリカバリする方法であって、
測定装置において、上記測定装置の物理的インタフェースを用いて上記データ信号のデータ信号情報を取込む処理と、
上記データ信号情報の導関数を算出する処理と、
上記導関数の２乗又は絶対値を算出する処理と、
上記２乗又は絶対値にバンドパス・フィルタを適用して、フィルタ処理の結果を得る処理と、
上記フィルタ処理の結果における１つ以上のエッジ・クロス時点を求める処理と、
１つ以上の上記エッジ・クロス時点から上記リカバリ・クロック信号を得る処理と
を具えるクロック・リカバリ方法。
【請求項３】
プロセッサによって実行されたときに、データ信号からクロック信号をリカバリするクロック・リカバリ方法を実行するためのプログラムであって、上記クロック・リカバリ方法が、
物理的インタフェースから上記データ信号のデータ信号情報を取込む処理と、
上記データ信号情報の導関数を算出する処理と、
上記導関数の２乗又は絶対値を算出する処理と、
上記２乗又は絶対値にバンドパス・フィルタを適用して、フィルタ処理の結果を得る処理と、
上記フィルタ処理の結果における１つ以上のエッジ・クロス時点を求める処理と、
１つ以上の上記エッジ・クロス時点から上記リカバリ・クロック信号を得る処理と
を具えるクロック・リカバリ方法を実行するためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速なデータ信号からクロックをリカバリする手法に関し、特にデータ信号がノイズやジッタを含んでいても安定したクロックのリカバリを可能にする手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速シリアル・データ・リンク・システム１００は、図１に示すように、トランスミッタ（Ｔｘ）１０５、チャンネル１１０及びレシーバ（Ｒｘ）１１５から構成される。トランスミッタ１０５は、チャンネル１１０を通して、データ信号をレシーバ１１５へと送信する。従来知られているように、チャンネル１１０は、銅線、同軸ケーブル、光ファイバや空気（無線通信の場合）など、任意の物理的な伝送媒体にできる。また、チャンネル１１０は、複数の媒体から構成されても良い。
【０００３】
高速シリアル通信の規格は６Ｇｂ／ｓを超えており、チャンネルでの損失、反射、クロストーク、ノイズなどのようなチャンネルで生じる影響が原因で生じる信号劣化を補正するために、等化技術が広く利用されはじめている。特に、プリエンファシス又は・エンファシス技術をトランスミッタ１０５で用いると同時に、レシーバ１１５では、リニア・イコライザ（ＣＴＬＥ：Continuous Time Linear Equalizer：連続時間線形等化器）やＤＦＥ（Decision Feedback Equalizer：判定帰還型等化器）といった線形等化技術を利用することがある。信号劣化除去に関するその他に知られた技術としては、特に、チャンネルの挿入損失及び反射損失や、クロストークその他の信号源からのノイズによるシンボル間干渉（ＩＳＩ：Inter-Symbol interference）が原因で生じる信号劣化に適したものとして、非線形ＤＦＥがある。
【０００４】
多くの場合、シリアル・データ通信規格毎に、特定の形式の等化技術が必要となる。例えば、ＵＳＢ３.１Ｇｅｎ２規格は、規格に準拠するチャンネルを、基本周波数（５ＧＨｚ）において１３ｄＢの挿入損失を有するものと定めている。システムの性能を維持するため、ＵＳＢ３.１Ｇｅｎ２規格は、図２に示すように、レシーバにＣＴＬＥと１タップＤＦＥを設けることを定めている。ＣＴＬＥ２００は、チャンネルで生じる減衰を相殺する一方、ＤＦＥ２０５は、受信データ中のシンボル間干渉（ＩＳＩ）を更に低減するよう機能する。規格に準拠したレシーバは、典型的には、ハードウェアで等化回路を有している。これとは対照的に、オシロスコープのような汎用測定装置は、等化処理をソフトウェアで実行する。これは、汎用測定装置は、受けたデータ信号がどの規格に準拠しているかに応じて、異なる等化処理を利用する必要があるためである。
【０００５】
加えて、トランスミッタから送られてくるデータ信号には、クロック信号が埋め込まれている（エンベッドされている）ことが多く、これは、レシーバでリカバリする必要がある。クロックの周波数について、特定周波数での電磁波放射の集中を低減するため、高周波数では、クロックの周波数を意図的に変動させるスペクトラム拡散クロック（ＳＳＣ：Spread-Spectrum Clocking）ジェネレーションも広く利用されている。ＳＳＣを利用しないクロック信号の周波数スペクトラムは、基本的に、単一の周波数から構成されることになる。しかし、ＳＳＣを利用した場合、クロックのスペクトラムは、複数の周波数に渡って広がることになる。これによって、個々の周波数における振幅を低下させる。しかし、ＳＳＣでスペクトラムが広がっていくほど、チャンネルでの損失が生じやすくなる。チャンネルでの損失は、低い周波数での影響に比較し、データ信号の周波数が高くなるほど影響が大きくなる。このスペクトラムの歪みはＩＳＩを誘発することになり、ＳＳＣを利用するクロック信号のリカバリが難しくなる。クロストークやその他のノイズ、挿入損失、反射損失など、信号についてのその他のインテグリティ（忠実性）の課題も、種々の問題を発生させることがある。
【０００６】
加えて、ＳＳＣによって、低周波数ジッタがクロック信号に生じるが、これもレシーバにおけるクロック・リカバリによって除去しなければならない。装置によっては、こうしたジッタを除去するために、専用ハードウェアによるクロック・リカバリ回路を利用している。データ信号がクロック・データを含んでいる場合、受信信号３００をクロック・リカバリ回路３０５を通して伝達するようにしても良い。ある実施形態では、クロック・リカバリ回路３０５が、位相ロック・ループ（ＰＬＬ）を有している。ＰＬＬが必要となる典型的な理由は、データ信号がＳＳＣを利用している場合、ＰＬＬがあれば、ＳＳＣで導入される大きな低周波数ジッタに追従できるので、低周波数ジッタを除去し、安定したリカバリ・クロックが得られるからである。
【０００７】
各通信規格では、その規格で必要される理想的なＰＬＬの特性、即ち、「ゴールデンＰＬＬ」の特性を規定することがあり、これは、クロック信号中の低周波数ジッタへの追従（tracking）特性を規定していることがある。図４は、ＵＳＢ３.１Ｇｅｎ２規格におけるゴールデンＰＬＬの特性を示す。灰色の線は、リカバリ・クロックに関して、ジッタに追従できるＰＬＬの特性を示し、値が高いほど、ジッタへの追従性が高いことを示す。この例では、約１５ＭＨｚ以上の周波数で、−３ｄＢのラインを下回ることが示されている。黒色の線は、ジッタ・エラーを示し、約７.５ＭＨｚ以上で−３ｄＢのラインを上回ることが示されている。図４が示すように、ゴールデンＰＬＬは、ＳＳＣで導入されるような低周波数のジッタであれば、エラーが少ない特性に規定されている。
【０００８】
いくつかの場合において、上述のＣＴＬＥやＤＦＥのような等化処理技術は、ＳＳＣを利用したデータ信号からＩＳＩを除去するのに利用できる。ソフトウェアによるクロック・リカバリ手法は、いくつかの理由で好ましいものである。第１の理由は、上述の如く、汎用の装置では、多数の異なるデータ信号を受けなければならず、これらのそれぞれで異なる等化処理手法が必要となる。しかし、装置が受ける可能性がある全ての形式のデータ信号用に対応した専用のクロック・リカバリ回路及び等化処理回路をハードウェアで持つのは、実際的ではない。即ち、ソフトウェアによるクロック・リカバリ手法には、多様な等化処理手法に対して柔軟に対応できる自由度があるためである。第２の理由は、高価なクロック・リカバリ回路が必要ないので、ソフトウェアでクロック・リカバリを実現する方が安価なことが多いためである。第３の理由は、ソフトウェア・ベースのクロック・リカバリ手法は、ハードウェアによるクロック・リカバリ回路よりも、クロック・リカバリを上手く実行できることも多いという点である。例えば、ハードウェアのクロック・リカバリ回路では、温度による制約が生じるが、ソフトウェアの手法であれば、そうした制約がない。加えて、ハードウェアのクロック・リカバリ回路では、帯域幅の制約がある。例えば、リアルタイム及びサンプリング・オシロスコープ中の現在のハードウェア・ベースのクロック・リカバリ回路では、６０Ｇｂ／ｓ（ギガ・ビット毎秒）の信号からクロックをリカバリすることができない。これとは対照的に、ソフトウェア・ベースのクロック・リカバリ手法は、こうした高速信号からクロックをリカバリするのにも利用できる。
【０００９】
第４の理由は、クロック・リカバリと等化処理を別々に実行するのに便利なためである。一方、ハードウェアでは、これらの処理は、同じ回路で実行されることが多い。クロック・リカバリをソフトウェアで実行することで、同じクロック・リカバリ手法を、多数ある等化処理手法と任意に組み合わせて利用できるので、一層自由度が高くなり、柔軟で多様な処理が可能となる。例えば、場合によっては、分析やシミュレータを目的として、等化処理なしでクロックを観測するのが有益な場合もありえる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６８１２６８８号明細書
【特許文献２】特開２０１６−２５６６２号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】「MSO/DPO70000シリーズ・デジタル／ミックスド・シグナル・オシロスコープ」の紹介ページ、［online］、テクトロニクス社、［２０１６年４月２８日検索］、インターネット<URL：http://jp.tek.com/oscilloscope/dpo70000-mso70000>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
残念ながら、既存のソフトウェアによるクロック・リカバリ手法では、例えば、チャンネルの挿入損失や反射損失で生じることがある高いレベルのＩＳＩのあるデータ信号を上手く処理できないことがある。１つのソフトウェア手法としては、入力信号波形のエッジとしきい値とのクロス（交差）時点に基づく「ゴールデン・ソフトウェアＰＬＬ」が知られている。米国特許第６,８１２,６８８号が開示する、このゴールデン・ソフトウェアＰＬＬの手法では、データ信号の波形のエッジと特定のしきい値とのクロス時点を利用して、クロック信号をリカバリする。しかし、この手法は、例えば、データ信号が損失の多いチャンネルを通ったりしたために、高いレベルのシンボル間干渉が生じた場合など、データ信号のエラーが原因で、本来クロス時点があるべき時点にクロス時点が生じないと、上手く動作しなくなる。
【００１３】
図５は、ＳＳＣで行われる意図的な周波数変調の例を示す。このとき、クロックの周期（インターバル）は、基本ユニット・インターバル（ベースＵＩ）５００と、もっと大きなユニット・インターバル５０５との間で変動する。よって、インターバルの逆数であるクロックのレート（周波数）も変動する。例えば、クロック・レートは、１０ＧＨｚと９.９５ＧＨｚとの間で変動する。この例では、ＳＳＣによって、約３０ｋＨｚのジッタがデータ信号に導入される。データ信号に、図６に示すような大きなＩＳＩがある場合、受信信号中のエッジ・クロス点の中には、本来あるべき位置に存在しなくなってしまうものがでてくる。図６の矢印６００、６０５及び６１０は、そうした本来はあるべきエッジ・クロス点が失われてしまった受信信号中の波形部分を示している。ゴールデン・ソフトウェアＰＬＬ手法は、クロック・リカバリにエッジ・クロス点を利用しているので、このようにエッジ・クロス点が無くなると、この手法を用いた場合では、エラーが生じてしまう。
【００１４】
この他の既存のソフトウェア・ベースのクロック・リカバリ手法としては、スペクトラム・ライン手法として知られるものがある。これは、次のステップでクロック信号をリカバリする。
（１）データ信号をデジタル化して取り込む。
（２）その導関数（微分）を求める。
（３）導関数の２乗又は絶対値を演算で求める。
（４）理想的なＰＬＬ特性（Specification：仕様）に従って定義されるバンドパス・フィルタを適用する。
（５）フィルタ処理の結果について、そのエッジ・クロス時点を求める。
【００１５】
このとき、このエッジ・クロス時点が、リカバリ・クロック信号を表している。スペクトラム・ライン手法は、データ信号のＩＳＩのレベルが低ければ上手く機能するが、ＩＳＩのレベルが高ければ、やはり、上手く機能しない。例えば、図７は、スペクトラム・ライン手法のステップ４の後に得られるデータ信号を表している。図７が示すように、クロックのスペクトラム７００は、チャンネル損失などの影響によって、中心周波数を中心とした対称にはならない。周知のように、チャンネル損失は、通常、信号の周波数が高いほど影響が大きく、周波数が低いほど影響が少ない。例えば、スペクトラム７００において、９.９７ＧＨｚ付近の周波数は、９.９６ＧＨｚ付近の周波数に比較して、減衰が大きい。これに比較して、理想的なＰＬＬ特性に基づくバンドパス・フィルタのスペクトラム特性は、スペクトラム７０５に示すように、中心周波数を中心として対称である。スペクトラム７００の歪みが、ある程度大きくなると、スペクトラム・ライン手法のステップ５において、喪失するエッジ・クロスが出てくる。これによって、リカバリ・クロックにエラーが生じることになる。
【００１６】
クロック周波数が単一であれば、クロックのスペクトラムは狭いので、あまり影響がないが、ＳＳＣでは、クロックのスペクトラムが広がるので、これらチャンネル損失の影響は、ＳＳＣを採用した信号において、大きな問題となり得る。このため、ＳＳＣを採用したデータ信号について、スペクトラム・ライン手法を用いた場合、クロック・リカバリが難しくなる。ＳＳＣを採用したデータ信号では、損失の多いチャンネルといった環境のために、ＩＳＩ、クロス・トークなどのノイズ、挿入損失、反射損失といった信号インテグリティ（忠実性）の課題を抱えているからである。
【００１７】
図８は、スペクトラム・ライン手法でリカバリされたクロックに関するアイ・ダイヤグラム８００とジッタ・プロット８０５を示している。この例では、受信したデータ信号が、図６に示した周波数変調によるＳＳＣを採用し、高レベルのＩＳＩが生じている。ジッタ・プロット８０５が示すように、スペクトラム・ライン手法では、ＳＳＣで導入された大きな低周波数ジッタを除去するのに失敗している。これは、アイ・ダイヤグラム８００において、アイの開口が小さくなっていることにも反映されている。ジッタ・プロット８０５が示すように、リカバリ・クロック中のジッタの周波数は、約３３マイクロ秒であり、これは、図５に示すＳＳＣの周波数変調の周期と同じである。
【００１８】
こうしたことから、ＩＳＩ、クロス・トークなどのノイズ、挿入損失、反射損失などのような信号インテグリティ（忠実性）といった課題のある、ＳＳＣを採用したデータ信号から、安定したクロックをリカバリするための手法を改善したいというニーズが存在している。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の実施形態は、例えば、スペクトラム拡散クロック（ＳＳＣ）を採用しているために、シンボル間干渉（ＩＳＩ）のような信号のインテグリティ（integrity：忠実性）に関して課題を抱えるデータ信号からでも、安定したクロックのリカバリを実現する手法を提供する。エッジ・クロス式のゴールデン・ソフトウェアＰＬＬ手法やスペクトラム・ライン手法のような従来の手法は、こうしたデータ信号では上手く機能しない。
【００２０】
本発明の１つの実施形態では、データ信号がデジタル化されて取り込まれる。そして、取り込まれたデジタル信号（デジタル波形データ）の導関数（微分）が求められる。次に、導関数の２乗又は絶対値が求められ、バンドパス・フィルタが適用される。このバンドパス・フィルタは、窓関数として実現しても良く、その特性は、周波数領域で見ると、クロックのスペクトラム分布よりも帯域幅が広く、両側に滑らかに遷移する。バンドパス・フィルタの特性（パラメータ）は、受信信号に基づいて、ＳＳＣの変化量が異なるデータ信号でも収まるように、調整しても良い。１つの実施形態としては、このバンドパス・フィルタとして、テューキー窓（Tukey window）による窓関数を利用しても良い。
【００２１】
フィルタ処理の結果について、エッジ・クロス時点を求める。エッジ・クロス時点から安定したクロックをリカバリするため、位相ロック・ループ（ＰＬＬ）を利用しても良い。こうしたＰＬＬとしては、例えば、受信するデータ信号の規格で定める理想的なＰＬＬ（ゴールデンＰＬＬ）特性に従って設定したソフトウェアＰＬＬとしても良い。別の実施形態では、ＰＬＬとローパス・フィルタを組み合わせて、ＳＳＣが原因でエッジ・クロス時点に低周波数ジッタが存在した場合でも、安定したクロックをリカバリできるようにしても良い。
【００２２】
オプションで、デエンファシス、プリエンファシス、ＣＴＬＥ、ＤＦＥ、ＦＦＥなどの等化処理を、取り込まれた波形データに適用し、チャンネル損失を部分的に補償するようにしても良い。
【００２３】
スペクトラム拡散クロック（ＳＳＣ）を採用したデータ信号では、シンボル間干渉（ＩＳＩ）、クロストークなどのノイズ、挿入損失、反射損失といった課題を抱えているが、本発明によるクロック・リカバリの手法によれば、こうしたデータ信号であっても、より安定したクロックをリカバリできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、高速データ・リンクシステムの例のブロック図である。
【図２】図２は、従来のレシーバ等化回路の例のブロック図である。
【図３】図３は、クロック・リカバリ回路を有する従来のレシーバの例のブロック図である。
【図４】図４は、従来の理想的なＰＬＬ特性の例を示すグラフである。
【図５】図５は、スペクトラム拡散クロックで利用するクロックの周波数変調の例を示す。
【図６】図６は、データ信号中のエッジ・クロス点が失われる例を示す波形図である。
【図７】図７は、ＳＳＣを採用したデータ信号にスペクトラム・ライン手法を適用したときに生じる周波数スペクトラムの例を示すグラフである。
【図８】図８は、 スペクトラム・ライン手法によるクロック・リカバリ方法を用いてリカガリしたクロックに関するアイ・ダイヤグラムとジッタ・プロットを示す。
【図９】図９は、本発明の実施形態の例によるクロック・リカバリ方法のフローチャートを示す。
【図１０】図１０は、本発明によるクロック・リカバリを実行して得られる波形の例を示す。
【図１１】図１１は、テューキー窓（Tukey window）のスペクトラム分布の例を示す。
【図１２】図１２は、本発明によるクロック・リカバリを実行して得られるクロックのアイ・ダイヤグラムとジッタ・プロットを示す。
【図１３】図１３は、本発明によるクロック・リカバリを実行するための装置の例のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図９は、本発明の実施形態の例によるクロック・リカバリ方法のフローチャートを示す。１つの実施形態としては、図９に示す処理を、オシロスコープのような汎用の測定装置において実行しても良い。ステップ９００では、本発明による方法を実行する装置において、データ信号を取り込む。このデータ信号の取込み処理は、オシロスコープが、データ信号をデジタル波形データとして取り込むことで行っても良い。例えば、図１０に示す波形１０００は、取り込まれたデータ信号を表す。オプションとして、ステップ９０５では、デエンファシス、プリエンファシス、ＣＴＬＥ、ＤＦＥ、ＦＦＥ（Feed Forward Equalizer）などの１つ以上の線形等化処理を、取り込んだデータ信号に適用し、チャンネル損失を部分的に補正しても良い。次に、ステップ９１０では、図１０で波形１００５として表されるように、データ信号の導関数（微分：derivative）を演算で求める。ステップ９１５では、導関数の２乗又は絶対値を求め、これによって、図１０で波形１０１０で示すように、負の値を正の値に変換する。２乗の演算及び絶対値の演算のどちらも負の値（パルス）を正の値（パルス）に効率良く変換するので、どちらかを利用すれば良い。
【００２６】
図９のステップ９２０では、ステップ９１５の結果に対してバンドパス・フィルタを適用し、クロック信号と関係しない周波数を除去する。従来のスペクトラム・ライン手法で利用されるＰＬＬベースのフィルタと異なり、ステップ９０２で適用されるバンドパス・フィルタは、窓関数であり、周波数領域でその周波数特性を見ると、トップ（上部）が平ら（フラット）で、クロック・スペクトラムよりも広い周波数スペクトラムがあり、両サイドへ向かって滑らかに遷移する。１つの実施形態としては、テューキー窓（Tukey window、別名：tapered cosine）を利用しても良い。ただし、他の適切な窓関数を、このバンドパス・フィルタに用いても良い。これによって、フィルタ処理した結果から、スペクトラムの歪みが効果的に除去される。
【００２７】
これとは対照的に、従来のスペクトラム・ライン手法で利用されるＰＬＬベースのフィルタは、フラットな部分がなく、周波数によっては、他の周波数よりも多く減衰してしまう。このタイプのフィルタは、ＳＳＣで生じる低周波数ジッタに追従するのには必要であるが、同時に、クロックのスペクトラム分布を歪ませることもある。例えば、図７のＰＬＬスペクトラム７０５で示されるように、スペクトラム・ライン手法では、ＰＬＬの中央の周波数におけるデータを、中央の両サイドの周波数のデータよりも、凹ませるよう減衰させる。対照的に、図１１に示すテューキー窓では、９.９５ＧＨｚより低い周波数と、１０ＧＨｚより高い周波数を減衰させる。このテューキー窓関数では、トップ部分の特性がフラットなので、クロックのスペクトラム情報の全てが維持される。たとえ、クロックのスペクトラム分布が（例えば、ＳＳＣやチャンネル損失が原因で）非対称な場合であっても、ステップ９２０においては、クロックのスペクトラム情報の全てが維持される。
【００２８】
ステップ９２５では、図１０の波形１０１５に示すように、しきい値１０２０と交差するエッジ・クロス時点を求める。従来のスペクトラム・ライン手法とは違って、本発明によるクロック・リカバリでは、ＳＳＣによるジッタを除去し、安定したクロックをリカバリする（ステップ９３０）。１つの実施形態としては、「ゴールデン・ソフトウェアＰＬＬ」のような位相ロック・ループ（ＰＬＬ）を利用しても良い。このＰＬＬは、上述の如く、ＳＳＣジッタを強固に除去可能になる。別の実施形態としては、ローパス・フィルタを併用して、ＰＬＬがＳＳＣによる低周波数ジッタに充分に追従可能とすることで、結果として、ＳＳＣジッタがリカバリ・クロックに現れないようにしても良い。
【００２９】
図１２は、図８に示したアイ・ダイヤグラム８００とジッタ・プロット８０５を得るのに用いたのと同じデータ信号に対して、本発明によるクロック・リカバリを実行して得られるクロックのアイ・ダイヤグラム１２００とジッタ・プロット（時間トレンド・プロット）１２０５を示す。図１２が示すように、アイ・ダイヤグラム１２００の開口は広く、また、ジッタ・プロット１２０５は、ＳＳＣジッタが除去されていることを示している。ジッタ・プロット１２０５におけるジッタのピーク・トゥ・ピーク値は、約３５ピコ秒である。この値は、従来のスペクトラム・ライン手法を用いてリカバリされたジッタ・プロット８０５におけるピーク・トゥ・ピーク値の約７０ピコ秒よりも、かなり小さい。
【００３０】
１つの実施形態としては、本発明による改良型のクロック・リカバリ手法は、典型的には、図１３に示すように、リアルタイム・オシロスコープのような汎用の測定装置１３００で実行するようにしても良い。装置１３００は、デジタル若しくはアナログ入力端子、ネットワーク、メモリ、又は、装置のインタフェースのような物理的インタフェース１３０５を介して、データ信号を取り込んでも良い。ある実施形態では、物理的インタフェース１３０５でアナログ信号を受け、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ１３１０を用いて、このアナログ信号をデジタル信号（デジタル・データ・サンプル）に変換する。このデジタル信号は、複数の個別のデジタル・データ・サンプルから構成されるが、全体としては、入力されたアナログ信号の波形を表すので、デジタル波形データとも呼ぶ。
【００３１】
なお、シリアル・データ通信で利用されるデータ信号が伝えるデジタル・データは、リカバリ・クロックに従って読み出されるが、データ信号自身は、ケーブル等の伝送路をアナログ信号として送信されることに注意されたい。測定装置１３００は、データ信号をアナログ信号として、リカバリ・クロックの周期よりも十二分に短い周期でサンプリングしてデジタル化し、デジタル・データ・サンプルから構成されるデジタル信号（デジタル波形データ）として、データ信号を取り込む。
【００３２】
別の実施形態としては、予め用意されたデータ信号のデジタル波形データが記憶されたメモリ（例えば、メモリ１３２０）や他の測定装置等から、データ信号のデジタル波形データを取込むようにしても良い。メモリ１３２０は、実行されたときに、本発明による改良型のクロック・リカバリ手法をプロセッサ１３１５に行わせる命令を記憶しておくことができる。メモリ１３２０は、物理的インタフェース１３０５を介して得られたデータ信号のデジタル波形データを記憶しても良い。得られたリカバリ・クロックは、メモリ１３２０に記憶しても良いし、別の装置に出力しても良いし、プロセッサ１３１５による更なる処理に利用しても良い。メモリ１３２０は、１つ以上の別々のメモリから構成されていても良く、また、複数の装置に分かれて配置された別々のメモリから構成されるようにしても良い。
【００３３】
説明の都合上、本発明の具体的な実施形態を記述してきたが、当業者であれば、本発明の要旨と範囲から離れることなく、種々の変更が可能なことは明かであろう。例えば、開示した手法は、ＳＳＣを採用し、高レベルのＩＳＩを伴うデータ信号からクロック信号をリカバリするのに有用であるが、ＩＳＩのないデータ信号からクロック信号をリカバリするのにも利用できる。以下で、本発明の概念をいくつかの観点から記述するが、本発明は、これらに限定されるものではなく、当業者であれば、種々の変更や組み替えが可能であろう。
【００３４】
本発明の概念１は、データ信号からクロック信号をリカバリするよう構成される装置であって、
上記データ信号のデータ信号情報（デジタル波形データ）を取込むための物理的インタフェースと、
上記データ信号情報と、リカバリ・クロック信号と、クロック・リカバリ方法を実行するためのソフトウェア命令とを記憶するメモリと、
上記ソフトウェア命令を実行するよう構成されるプロセッサと
を具え、
上記クロック・リカバリ方法が、
上記データ信号情報の導関数を算出する処理と、
上記導関数の２乗又は絶対値を算出する処理と、
上記２乗又は絶対値にバンドパス・フィルタを適用して、フィルタ処理の結果を得る処理と、
上記フィルタ処理の結果における１つ以上のエッジ・クロス時点を求める処理と、
１つ以上の上記エッジ・クロス時点から上記リカバリ・クロック信号を得る処理と、
上記リカバリ・クロック信号を上記メモリに記憶する処理と
を有している。
【００３５】
本発明の概念２は、上記概念１の装置であって、このとき、１つ以上の上記エッジ・クロス時点から上記リカバリ・クロック信号を得る処理は、位相ロック・ループを用いることを特徴としている。
【００３６】
本発明の概念３は、上記概念１の装置であって、このとき、１つ以上の上記エッジ・クロス時点から上記リカバリ・クロック信号を得る処理は、ローパス・フィルタと位相ロック・ループを用いることを特徴としている。
【００３７】
本発明の概念４は、上記概念１の装置であって、上記リカバリ・クロック信号を表示するよう構成される表示装置を更に具えている。
【００３８】
本発明の概念５は、上記概念１の装置であって、このとき、上記バンドパス・フィルタが、窓関数であることを特徴としている。
【００３９】
本発明の概念６は、上記概念５の装置であって、このとき、上記窓関数は、テューキー窓（Tukey window）関数である。
【００４０】
本発明の概念７は、上記概念１の装置であって、このとき、上記メモリが、上記データ信号情報に適用する線形等化処理を実行するためのソフトウェア命令を更に記憶している。
【００４１】
本発明の概念８は、上記概念７の装置であって、上記線形等化処理としては、デエンファシス、プリエンファシス、ＣＴＬＥ、ＦＦＥ及びＤＦＥの中から選択しても良い。
【００４２】
本発明の概念９は、データ信号からクロック信号をリカバリする方法であって、
測定装置において、上記測定装置の物理的インタフェースを用いて上記データ信号のデータ信号情報（デジタル波形データ）を取込む処理と、
上記データ信号情報の導関数を算出する処理と、
上記導関数の２乗又は絶対値を算出する処理と、
上記２乗又は絶対値にバンドパス・フィルタを適用して、フィルタ処理の結果を得る処理と、
上記フィルタ処理の結果における１つ以上のエッジ・クロス時点を求める処理と、
１つ以上の上記エッジ・クロス時点から上記リカバリ・クロック信号を得る処理と、
上記リカバリ・クロック信号をメモリに記憶する処理と
を具えている。
【００４３】
本発明の概念１０は、上記概念９の方法であって、このとき、１つ以上の上記エッジ・クロス時点から上記リカバリ・クロック信号を得る処理は、位相ロック・ループを利用する。
【００４４】
本発明の概念１１は、上記概念９の方法であって、このとき、１つ以上の上記エッジ・クロス時点から上記リカバリ・クロック信号を得る処理は、ローパス・フィルタと位相ロック・ループを利用する。
【００４５】
本発明の概念１２は、上記概念９の方法であって、このとき、上記バンドパス・フィルタが、窓関数である。
【００４６】
本発明の概念１３は、上記概念１２の方法であって、このとき、上記窓関数がテューキー窓を利用する。
【００４７】
本発明の概念１４は、上記概念９の方法であって、このとき、取り込まれた上記データ信号情報に線形等化処理を適用し、チャンネル損失を部分的に補償する処理を更に具えている。
【００４８】
本発明の概念１５は、上記概念１４の方法であって、このとき、上記線形等化処理としては、デエンファシス、プリエンファシス、ＣＴＬＥ、ＦＦＥ及びＤＦＥの中から選択しても良い。
【００４９】
本発明の概念１６は、コンピュータで実行可能な命令を含む非一時的コンピュータ読み出し可能な媒体であって、上記命令は、上記プロセッサによって実行されたときに、データ信号からクロック信号をリカバリする方法を実行するものであって、該クロック・リカバリ方法が、
物理的インタフェースから上記データ信号のデータ信号情報（デジタル波形データ）を取込む処理と、
上記データ信号情報の導関数を算出する処理と、
上記導関数の２乗又は絶対値を算出する処理と、
上記２乗又は絶対値にバンドパス・フィルタを適用して、フィルタ処理の結果を得る処理と、
上記フィルタ処理の結果における１つ以上のエッジ・クロス時点を求める処理と、
１つ以上の上記エッジ・クロス時点から上記リカバリ・クロック信号を得る処理と、
上記リカバリ・クロック信号をメモリに記憶する処理と
を具えている。
【００５０】
本発明の概念１７は、上記概念１６の非一時的コンピュータ読み出し可能な媒体であって、１つ以上の上記エッジ・クロス時点から上記リカバリ・クロック信号を得る処理が、位相ロック・ループを利用する。
【００５１】
本発明の概念１８は、上記概念１６の非一時的コンピュータ読み出し可能な媒体であって、１つ以上の上記エッジ・クロス時点から上記リカバリ・クロック信号を得る処理が、ローパス・フィルタと位相ロック・ループを利用する。
【００５２】
本発明の概念１９は、上記概念１６の非一時的コンピュータ読み出し可能な媒体であって、このとき、上記２乗又は絶対値にバンドパス・フィルタを適用して、フィルタ処理の結果を得る処理において、窓関数を利用する。
【００５３】
本発明の概念２０は、上記概念１９の非一時的コンピュータ読み出し可能な媒体であって、このとき、上記窓関数でテューキー窓を利用する。
【００５４】
本発明の概念２１は、上記概念１６の非一時的コンピュータ読み出し可能な媒体であって、このとき、上記クロック・リカバリ方法は、取り込まれた上記データ信号情報に線形等化処理を適用し、チャンネル損失を部分的に補償する処理を更に具えている。
【００５５】
本発明の概念２２は、上記概念２１の非一時的コンピュータ読み出し可能な媒体であって、このとき、上記線形等化処理としては、デエンファシス、プリエンファシス、ＣＴＬＥ、ＦＦＥ及びＤＦＥの中から選択しても良い。
【符号の説明】
【００５６】
１３００  測定装置
１３０５  物理的インタフェース
１３１０  アナログ・デジタル・コンバータ
１３１５  プロセッサ
１３２０  メモリ
【図１】
2016213834.tif 000003
【図２】
2016213834.tif 000004
【図３】
2016213834.tif 000005
【図４】
2016213834.tif 000006
【図５】
2016213834.tif 000007
【図６】
2016213834.tif 000008
【図７】
2016213834.tif 000009
【図８】
2016213834.tif 000010
【図９】
2016213834.tif 000011
【図１０】
2016213834.tif 000012
【図１１】
2016213834.tif 000013
【図１２】
2016213834.tif 000014
【図１３】
2016213834.tif 000015