クロック・データ・リカバリとマンチェスタ符号

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クロック・データ・リカバリとマンチェスタ符号の違い

クロック・データ・リカバリ vs. マンチェスタ符号

ック・データ・リカバリ (Clock Data Recovery、CDR) は、デジタル通信において、データにクロックが重畳されている伝送路上の信号を受信し、クロックとデータを分離する機能である。デジタル信号受信における3R機能（波形整形-reshaping、タイミング再生-retiming、識別再生-regenerating）の一つである。 デジタル信号を送受信するには、受信側で各データビットを正しいタイミングで判定する必要がある。そのため、データを送信する伝送路と並列して、タイミング情報（クロック）を送信する伝送路を設けることが多い。 ところが、磁気ディスクや光ディスク等の読み取りヘッドからの信号、あるいは、最近の高速シリアル伝送等では、クロックを別にもうけることなく、データ信号にタイミング情報を重畳して送信している。無線通信では、安定した送信クロックに同期したNRZ信号で送信している。受信側では、データ信号のエッジ（信号遷移）を検出し、内部のリファレンスクロックの位相を調整することで、タイミング情報（クロック）を再生する。このプロセスを、一般に、クロック・データ・リカバリ、クロック再生、クロック抽出、タイミング再生、タイミング抽出、retimingなどと呼んでいる。 クロック再生を正しく行うためには、データ信号にエッジが高頻度で出現する必要がある。さもなければ、受信側の内部リファレンスクロックのドリフトによって同期が外れてしまう。CDRが正しくクロックを再生するために必要な、データ列に出現する連続した同じビットパターンの最大長をmaximum consecutive identical digits (CID) specificationと呼ぶ。 データ信号に、十分なエッジが現れることを保証するため、マンチェスター符号、8b/10b符号、64b/66b符号、Run Length Limited encoding（RLL）、Eight to Fourteen Modulation（EFM）といった符号化をほどこすことが多い。無線通信の場合は、占有帯域幅が厳しく制限されるため、情報帯域よりも帯域幅が広がるこれらの符号化は一部を除いておこなわれず、一般的にはスクランブラを通すことで、データ信号に十分なエッジが現れることを保証する。その場合、同期が確立するのにかなりの時間を要するため、送信開始時にプリアンブルを挿入する。. マンチェスタ符号（マンチェスタふごう、Manchester coding）とは伝送路符号の一種である。磁気記録方式においては位相符号化（いそうふごうか、phase encoding、PE方式）とも言う。 マンチェスタ符号において、各データビットの符号化は「高→低」「低→高」のいずれかである。従って、同じレベルが連続することはないのでがなく、信号自体にクロックが含まれている（）。これは、あるいは容量結合であり、符号化データからクロック信号を復元できることを意味する。その結果、マンチェスタ符号を使用した電気接続は、簡単な1対1であるを使用して簡単にされる。.

クロック

ック信号（クロックしんごう、）、クロックパルスあるいはクロックとは、クロック同期設計のデジタル論理回路が動作する時に複数の回路のタイミングを合わせる（同期を取る）ためにメトロノームのように使用される、電圧が高い状態と低い状態を周期的にとる信号である。信号という言葉には様々な意味があるが、ここでは「情報を運ぶことができるエネルギーの流れ」を意味する。信号線のシンボルなどではCLKという略記がしばしば用いられる。 クロック信号はクロック生成回路で作られる。最も典型的なクロック信号はデューティ比50%の矩形波で、一定の周波数を保つ。クロック信号により同期をとる回路は信号の立ち上がりの部分（電圧が低い状態から高い状態に遷移する部分）で動作することが多く、ダブルデータレートの場合は立ち下がりの部分でも動作する。.

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