專利名稱：在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取方法和擷取電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種時(shí)鐘的擷取方法，特別是涉及一種在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生(Clock Data Recovery，簡(jiǎn)稱CDR)系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取方法和擷取電路。
背景技術(shù)：
在高速的IO中，串列鏈結(jié)(Serial Link)已成為傳輸高數(shù)據(jù)率的重要技術(shù)。而當(dāng)利用串列鏈結(jié)在進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)，并不會(huì)伴隨著時(shí)鐘數(shù)據(jù)(Clock Data)。而為了要獲得正確的時(shí)鐘數(shù)據(jù)，一般來說可以使用時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)來從傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中擷取正確的時(shí)鐘數(shù)據(jù)。
有許多的方法可以實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)，其中一個(gè)方法就是藉由鎖相回路來產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，以進(jìn)行相位追跡(Phase Tracking)。另一種則是利用多相位超取樣(Oversampling)來選擇正確的數(shù)據(jù)群組。
請(qǐng)參閱圖1所示，為時(shí)鐘和數(shù)據(jù)的關(guān)系圖。如圖1所示，圖中標(biāo)示處11，代表著數(shù)據(jù)狀態(tài)的改變。若以數(shù)據(jù)標(biāo)示處11進(jìn)行數(shù)據(jù)存取(即以時(shí)鐘的下降邊緣的時(shí)間進(jìn)行存取)，因此可能很容易發(fā)生錯(cuò)誤讀取情形。因此，要擷取正確的時(shí)鐘數(shù)據(jù)，需要在數(shù)據(jù)狀態(tài)沒有發(fā)生改變的位置來進(jìn)行擷取。
請(qǐng)參閱圖2A所示，是一種習(xí)知擷取時(shí)鐘數(shù)據(jù)的方法的示意圖。如圖2A所示，假設(shè)在圖2A中進(jìn)行3×取樣，也就是說對(duì)1個(gè)位元的數(shù)據(jù)取樣三次。因此，在取樣區(qū)間中會(huì)出現(xiàn)三個(gè)脈沖信號(hào)S0、S1和S2，并且這三個(gè)脈沖信號(hào)S0、S1和S2會(huì)將取樣區(qū)間分成三個(gè)周期G0、G1和G2。而圖2A中虛線所圍的區(qū)域M1，就代表數(shù)據(jù)狀態(tài)產(chǎn)生變化所在的周期。從圖2A可以很明顯的看到，由于區(qū)域M1的最大值(對(duì)應(yīng)圖1的11部分)是落在周期G1內(nèi)，也就是說在脈沖信號(hào)S1和S2產(chǎn)生的時(shí)候，數(shù)據(jù)狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生許多的變化。因此，我們判斷正確的時(shí)鐘數(shù)據(jù)不能在脈沖信號(hào)S1和S2產(chǎn)生的時(shí)候進(jìn)行擷取，換言之，我們會(huì)選擇在脈沖信號(hào)S0產(chǎn)生的時(shí)候擷取時(shí)鐘數(shù)據(jù)。
然而由于數(shù)據(jù)傳輸型態(tài)(Patterns)的不規(guī)則，以及取樣點(diǎn)的數(shù)量不夠，會(huì)增加時(shí)鐘數(shù)據(jù)擷取的不準(zhǔn)確度。
請(qǐng)參閱圖2B所示，是一種在實(shí)際情況下利用習(xí)知技術(shù)來擷取時(shí)鐘數(shù)據(jù)的示意圖。如2B所示，很明顯地，虛線的區(qū)域M2的最大值是落在周期G0內(nèi)。因此，根據(jù)以上的敘述，我們會(huì)在脈沖信號(hào)S2產(chǎn)生的時(shí)候擷取時(shí)鐘數(shù)據(jù)。然而，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，在脈沖信號(hào)S1和S2產(chǎn)生的時(shí)候，仍有數(shù)據(jù)狀態(tài)發(fā)生變化，反而在脈沖信號(hào)S0無數(shù)據(jù)狀態(tài)的變化。因此，在脈沖信號(hào)S2所擷取的時(shí)鐘數(shù)據(jù)是不正確的，而應(yīng)該在脈沖信號(hào)S0產(chǎn)生的時(shí)候才進(jìn)行時(shí)鐘數(shù)據(jù)的擷取。
為了克服以上的問題，因此有其他擷取時(shí)鐘數(shù)據(jù)的技術(shù)開始被發(fā)展出來。請(qǐng)參閱圖3所示，是另一種習(xí)知擷取時(shí)鐘數(shù)據(jù)的方法的示意圖。如圖3所示，這種習(xí)知的技術(shù)，是以累加的資訊來判斷在何時(shí)進(jìn)行時(shí)鐘數(shù)據(jù)的擷取。詳細(xì)的說，由于虛線區(qū)域M3會(huì)隨著直流(低頻)信號(hào)所造成的顫動(dòng)(Jitter)，而左右飄移。因此，這種技術(shù)就是在一個(gè)預(yù)設(shè)時(shí)間Ts內(nèi)，判斷虛線區(qū)域M3內(nèi)出現(xiàn)了幾個(gè)脈沖信號(hào)。當(dāng)在預(yù)設(shè)時(shí)間Ts內(nèi)，虛線區(qū)域M3出現(xiàn)的脈沖信號(hào)超過一預(yù)設(shè)值，則就選擇原先所選擇的脈沖信號(hào)的下一個(gè)。例如，從圖3中可以看到，原先虛線區(qū)域M3所出現(xiàn)的脈沖信號(hào)僅有S1而已，因此我們可以選擇在下一個(gè)脈沖信號(hào)S2產(chǎn)生時(shí)擷取時(shí)鐘數(shù)據(jù)。而若是因?yàn)橹绷餍盘?hào)的影響，使得虛線區(qū)域M3開始飄移到虛線區(qū)域M3’，而包含到脈沖信號(hào)S2時(shí)，也就是說，虛線區(qū)域M3’內(nèi)出現(xiàn)兩個(gè)脈沖信號(hào)(S1和S2)，則從原先選擇的脈沖信號(hào)S2，換而選擇脈沖信號(hào)S0來做為擷取時(shí)鐘數(shù)據(jù)的依據(jù)，因此可以克服圖2B的錯(cuò)誤擷取的情形。
在上述現(xiàn)有習(xí)知時(shí)鐘數(shù)據(jù)的擷取技術(shù)中，我們可以容忍直流信號(hào)所造成的顫動(dòng)的限度(Margin)，可以用下式來表示2×(Tui3-Ts-Tmismatch-Tphase)]]>其中，Tui是表示整個(gè)取樣的取樣周期；Ts表示至少一個(gè)切換所要求的區(qū)域；Tui除以3的原因，是表示每個(gè)位元的取樣3次；Tmismatch表示兩個(gè)相位間的相位不協(xié)調(diào)和隨機(jī)顫動(dòng)所造成的時(shí)間差；而Tphase則表示雜訊所造成的時(shí)間差。此外，第(1)式乘以2的原因，是因?yàn)樘摼€區(qū)域M3會(huì)向左或是向右偏移，因此整各系統(tǒng)可以忍受的顫動(dòng)限度可以有2倍。
從第(1)式可知，若是需要精準(zhǔn)的判斷什么時(shí)候需要擷取時(shí)鐘數(shù)據(jù)，則需要累積足夠的取樣點(diǎn)，這就會(huì)造成制造成本和系統(tǒng)復(fù)雜度的上升。此外，若是取樣點(diǎn)愈多(N愈大)，則也會(huì)使得整體的顫動(dòng)限度下降，而影響系統(tǒng)的精準(zhǔn)性和可靠性。
由此可見，上述現(xiàn)有的時(shí)鐘的擷取方法和擷取電路在方法、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決時(shí)鐘的擷取方法和擷取電路存在的問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般時(shí)鐘的擷取方法及擷取電路又沒有適切的方法及結(jié)構(gòu)能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。
有鑒于上述現(xiàn)有的時(shí)鐘的擷取方法和擷取電路存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取方法和擷取電路，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的時(shí)鐘的擷取方法和擷取電路，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的時(shí)鐘的擷取方法存在的缺陷，而提供一種新的在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取方法，所要解決的技術(shù)問題是使其可以降低系統(tǒng)的成本和復(fù)雜度，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的另一目的在于，克服現(xiàn)有的時(shí)鐘的擷取方法存在的缺陷，而提供一種新的在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取方法，所要解決的技術(shù)問題是使其可以提供較高的顫動(dòng)的限度，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的再一目的在于，克服現(xiàn)有的時(shí)鐘的擷取電路存在的缺陷，而提供一種時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取電路，所要解決的技術(shù)問題是使其可以用來判斷合適擷取時(shí)鐘數(shù)據(jù)的時(shí)機(jī)，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，依據(jù)本發(fā)明的一種在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取方法，其步驟敘述如下。首先在一串列鏈結(jié)傳輸數(shù)據(jù)中取樣多數(shù)次，而產(chǎn)生多數(shù)個(gè)脈沖信號(hào)，并且依序排列。接著，在每一脈沖信號(hào)產(chǎn)生后再延遲一預(yù)設(shè)延遲時(shí)間而安插一標(biāo)記，而此預(yù)設(shè)延遲時(shí)間是小于相鄰兩個(gè)脈沖信號(hào)間的時(shí)間，以用來將相鄰兩個(gè)脈沖信號(hào)間的周期分割成兩個(gè)子周期。然后檢查每一子周期內(nèi)的數(shù)據(jù)狀態(tài)是否發(fā)生變化，并且重復(fù)一預(yù)設(shè)次數(shù)。最后，則在預(yù)設(shè)次數(shù)期間沒有發(fā)生數(shù)據(jù)狀態(tài)改變的子周期內(nèi)所對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，進(jìn)行時(shí)鐘擷取。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取方法，其中在該取樣周期上的該些子周期的個(gè)數(shù)為n，而該預(yù)設(shè)次數(shù)為m，且m和n皆為正整數(shù)，而檢查該些信號(hào)周期的步驟，更包括下列步驟定義每一該些信號(hào)周期的數(shù)據(jù)狀態(tài)為Dij，其中下標(biāo)i代表第i個(gè)子周期，是大于等于0而小于等于n的整數(shù)，而下標(biāo)j代表第j次檢查，是大于等于0而小于等于m的整數(shù)；將下標(biāo)i和j的值設(shè)為0；將Dij進(jìn)行一第一運(yùn)算，表示如下Σj=0mXOR{Dij,Di+1j}=Rx,]]>其中Rx代表第x次運(yùn)算結(jié)果，而x＝i；將i值加1；判斷i是否等于n；當(dāng)i不等于n時(shí)，則重復(fù)進(jìn)行該第一運(yùn)算；以及當(dāng)i等于n時(shí)，則進(jìn)行一第二運(yùn)算，表示如下Σj=0mXOR{Dnj,D0j}=Rx.]]>前述的在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取方法，其中進(jìn)行時(shí)鐘擷取的步驟，包括下列步驟當(dāng)Rx等于0時(shí)，則判斷在第x次運(yùn)算所對(duì)應(yīng)的相鄰兩個(gè)子周期是否分別在同一個(gè)脈沖信號(hào)的相異兩側(cè)；當(dāng)Rx等于0，且在第x次運(yùn)算所對(duì)應(yīng)的相鄰兩個(gè)子周期是分別在同一個(gè)脈沖信號(hào)相異的兩側(cè)時(shí)，則在第x次運(yùn)算所對(duì)應(yīng)的相鄰兩個(gè)子周期所包括的脈沖信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，進(jìn)行時(shí)鐘數(shù)據(jù)的擷?。灰约爱?dāng)Rx等于0，且在第x次運(yùn)算所對(duì)應(yīng)的相鄰兩個(gè)子周期不在同一個(gè)脈沖信號(hào)的兩側(cè)時(shí)，則在第x/2個(gè)脈沖信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，進(jìn)行時(shí)鐘數(shù)據(jù)的擷取。
前述的在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取方法，其中每一該些標(biāo)記是大約位于對(duì)應(yīng)相鄰兩個(gè)脈沖信號(hào)的中間。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。又，為了達(dá)到上述發(fā)明目的，依據(jù)本發(fā)明的一種在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取電路，適用于處理一傳輸數(shù)據(jù)的取樣。在傳輸數(shù)據(jù)中的取樣是具有多數(shù)個(gè)脈沖信號(hào)，是對(duì)應(yīng)于傳輸數(shù)據(jù)中的多數(shù)個(gè)信號(hào)周期，并且這些脈沖信號(hào)中相鄰的兩個(gè)之間是安插有一標(biāo)記，以將取樣的周期分割成多數(shù)個(gè)子周期。而本發(fā)明包括了多數(shù)個(gè)互斥或閘，是分別對(duì)應(yīng)耦接多數(shù)個(gè)位移暫存模組。其中，互斥或閘是用來比較兩個(gè)子周期間的狀態(tài)，并且輸出一互斥或結(jié)果。而每一位移暫存模組都具有多數(shù)個(gè)狀態(tài)輸出端，以將不同時(shí)間點(diǎn)所接收的互斥或結(jié)果輸出。另外，本發(fā)明還包括多數(shù)個(gè)或閘，其分別對(duì)應(yīng)耦接上述的位移暫存模組，用來接收每一位移暫存模組的狀態(tài)輸出端的輸出。
而每一位移暫存模組都包括多數(shù)個(gè)暫存器，是以串列方式彼此耦接。每一個(gè)暫存器都會(huì)依據(jù)一時(shí)鐘信號(hào)而將其暫存值傳送到下一個(gè)暫存器內(nèi)，并且每一暫存器的輸出又都分別對(duì)應(yīng)耦接至位移暫存模組的狀態(tài)輸出端。此外，第一個(gè)暫存器的輸入是耦接對(duì)應(yīng)的互斥或閘的輸出和耦接位移暫存模組的第一個(gè)狀態(tài)輸出端。在本實(shí)施例中，每一個(gè)暫存器是以D型正反器(DFlip-flop)所組成。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取方法和擷取電路至少具有下列優(yōu)點(diǎn)1、由于本發(fā)明是在一預(yù)設(shè)次數(shù)內(nèi)，監(jiān)測(cè)沒有發(fā)生數(shù)據(jù)狀態(tài)改變的子周期，以擷取正確的時(shí)鐘數(shù)據(jù)。因此，本發(fā)明具有較大的顫動(dòng)的限度，其可以表示如下2×(TurN-Tmismatch-Tphase)]]>其中各項(xiàng)所代表的意義請(qǐng)自行參照第(1)式，而N代表每位元取樣的次數(shù)，為正整數(shù)。
2、由于本發(fā)明在不增加取樣的次數(shù)下，依然可以很精確的判斷正確擷取時(shí)鐘數(shù)據(jù)的脈沖信號(hào)。因此本發(fā)明在增加系統(tǒng)精確度和可靠度的同時(shí)，并不會(huì)增加系統(tǒng)成本和操作復(fù)雜度。
3、本發(fā)明僅以簡(jiǎn)單的邏輯閘所組成，因此可以降低設(shè)計(jì)上的復(fù)雜度。
綜上所述，本發(fā)明特殊的在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取方法，可以降低系統(tǒng)的成本和復(fù)雜度，并提供較高的顫動(dòng)的限度，并且擷取電路可以用來判斷合適擷取時(shí)鐘數(shù)據(jù)的時(shí)機(jī)。其具有上述諸多的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，并在同類方法及產(chǎn)品中未見有類似的方法及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在方法、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的時(shí)鐘的擷取方法和擷取電路具有增進(jìn)的多項(xiàng)功效，從而更加適于實(shí)用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1所示為時(shí)鐘和數(shù)據(jù)的關(guān)系圖。
圖2A所示為一種現(xiàn)有習(xí)知的擷取時(shí)鐘數(shù)據(jù)的方法的示意圖。
圖2B所示為一種在實(shí)際情況下利用習(xí)知技術(shù)來擷取時(shí)鐘數(shù)據(jù)的示意圖。
圖3所示為另一種現(xiàn)有習(xí)知的擷取時(shí)鐘數(shù)據(jù)的方法的示意圖。
圖4所示為依照本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的一種在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取方法的步驟流程圖。
圖5所示為依照本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的一種在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取方法的示意圖。
圖6所示為依照本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的一種檢查每一子周期中的數(shù)據(jù)狀態(tài)是否發(fā)生變化的方法步驟流程圖。
圖7A和7B是依照本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的一種在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取電路的架構(gòu)方塊圖。
圖8所示為依照本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的一種依據(jù)或閘的輸出來選擇脈沖信號(hào)以擷取時(shí)鐘數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)表。
1001、1003、1005、1007、1009、1011互斥或閘1024位移暫存模組1031、1033或閘1020位移暫存模組1022、1024暫存器S701、S703、S705、S707、S709、S711在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取方法的步驟流程S901、S903、S905、S907、S909、S911檢查每一子周期中的數(shù)據(jù)狀態(tài)是否發(fā)生變化的步驟流程具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取方法和擷取電路其具體實(shí)施方式
、方法、步驟、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
請(qǐng)參閱圖4和圖5所示，圖4是依照本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的一種在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取方法的步驟流程圖，圖5所示為依照本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的一種在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取方法的示意圖。請(qǐng)結(jié)合參閱圖4和圖5所示，在本實(shí)施例中，首先如步驟S701所述，取樣一傳輸數(shù)據(jù)而產(chǎn)生多數(shù)個(gè)脈沖信號(hào)(如第5圖中的S0、S1以及S2)。然后如步驟S703所述，在每一脈沖信號(hào)產(chǎn)生后再延遲一預(yù)設(shè)時(shí)間Td而安插一標(biāo)記(就是第5圖中P0、P1和P2)。這些標(biāo)記P0、P1和P2也可以稱作冗余脈沖信號(hào)(Pseudo Pulse Signal)，而冗余脈沖信號(hào)P0、P1和P2對(duì)整個(gè)信號(hào)處理過程中并不會(huì)造成任何實(shí)際的影響。其作用僅作為標(biāo)記，而將整個(gè)取樣的周期分成許多的子周期TXN0、TXN1、TXN2、TXN3、TXN4和TXN5。在本實(shí)施例最佳運(yùn)用狀態(tài)中，上述的預(yù)設(shè)時(shí)間Td大約是相鄰兩個(gè)脈沖信號(hào)之間周期Ta的一半。
當(dāng)在相鄰的脈沖信號(hào)之間安插好標(biāo)記后，則進(jìn)行步驟S705，檢查每一子周期中的數(shù)據(jù)狀態(tài)是否產(chǎn)生變化。然后如步驟S707所述，將第一計(jì)數(shù)值加1，并且如步驟S709所述，判斷第一計(jì)數(shù)值是否等于預(yù)設(shè)次數(shù)值，在此我們考慮到步驟S705只進(jìn)行一次取樣，可能會(huì)有誤讀的情形，例如在一次取樣下得到TXN0＝0、TXN1＝1、TXN2＝0、TXN3～TXN5＝1而無法決定取S0或S1，所以利用步驟S707與S709以超過一預(yù)設(shè)次數(shù)值，即前后多次取樣來得到較為正常的高斯分布(如圖5中的M6)，而不會(huì)有兩極化的雙鋒或偏一邊集中分布情形。因此若是第一計(jì)數(shù)值還沒有等于預(yù)設(shè)次數(shù)值(就是步驟S709所標(biāo)示的″否″)，則重復(fù)進(jìn)行步驟S705。而若是第一計(jì)數(shù)值已經(jīng)等于預(yù)設(shè)次數(shù)值(就是步驟S709所標(biāo)示的″是″)，最后則以重復(fù)預(yù)設(shè)次數(shù)期間沒有發(fā)生數(shù)據(jù)狀態(tài)改變的子周期所對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)擷取，也就是步驟S711，如圖5所示子周期TXN0并無數(shù)據(jù)狀態(tài)產(chǎn)生變化，因此我們會(huì)取脈沖信號(hào)S0時(shí)作為數(shù)據(jù)擷取時(shí)間。由于在此我們使用冗余脈沖信號(hào)P0、P1和P2將區(qū)間間隔縮小，而產(chǎn)生較多的子周期，因此在預(yù)設(shè)次數(shù)值可以降低到最小次數(shù)就可以得到較為正常分布后，即決定正確的攫取時(shí)間，以獲得正確時(shí)鐘與數(shù)據(jù)。
請(qǐng)參閱圖6所示，為依照本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的一種檢查每一子周期中的數(shù)據(jù)狀態(tài)是否發(fā)生變化的方法步驟流程圖。即圖7的步驟S705的說明。首先如步驟S901所述，接收每一子周期的狀態(tài)值。而在此定義每一子周期的狀態(tài)值為Dij。其中，下標(biāo)i代表第i個(gè)子周期，而在本實(shí)施例中的圖5，假設(shè)子周期有6個(gè)，因此i是大于等于0而小于等于5的整數(shù)。而下標(biāo)j代表第j次檢查，也就是上述的第一計(jì)數(shù)值，是用來與預(yù)設(shè)次數(shù)(假設(shè)為m)來比較，因此j為大于等于0而小于等于m的整數(shù)。
接著，如步驟S903所述，將i和j設(shè)為0。在本實(shí)施例中，i是第二計(jì)數(shù)值。然后如步驟S905所述，將Dij進(jìn)行一第一運(yùn)算而獲得運(yùn)算第x次運(yùn)算結(jié)果Rx，其中下標(biāo)x為包括0的正整數(shù)，而第一運(yùn)算是如下所示Σj=0mXOR{Dij,Di+1j}=Rx---(2)]]>其中x＝i。接下來進(jìn)行步驟S907將第二計(jì)數(shù)值i加1，并且如步驟S909所述，判斷第二計(jì)數(shù)值i是否等于所有子周期的數(shù)目(即等于5)。在本實(shí)施例中，若是第二計(jì)數(shù)值i還不等于5(就是步驟S909所標(biāo)示的″否″)，則重復(fù)進(jìn)行步驟S905。若是第二計(jì)數(shù)值i已經(jīng)等于5(就是步驟S909所標(biāo)示的″是″)，則如步驟S911所述，將Dij進(jìn)行一第二運(yùn)算而獲得運(yùn)算結(jié)果Rx，而第二運(yùn)算是如下所述Σj=0mXOR{Dnj,D0j}=Rx---(3)]]>在本實(shí)施例中，下標(biāo)n等于5。
請(qǐng)參閱圖7A和圖7B所示，是依照本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的一種在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取電路的架構(gòu)方塊圖。請(qǐng)結(jié)合參閱圖5、圖6、圖7A和圖7B所示，本實(shí)施例所揭露的電路，可以利用集成電路來實(shí)現(xiàn)，并且是依據(jù)圖5所示的方法來設(shè)計(jì)。在圖7A中，本發(fā)明包括了多數(shù)個(gè)互斥或閘1001、1003、1005、1007、1009和1011。而每一個(gè)互斥或閘的輸入，是耦接至兩個(gè)相鄰的子周期的狀態(tài)信號(hào)(例如在此以TXN0～TXN5組合表示)，而其輸出則耦接例如1020的位移暫存模組。而每個(gè)位移暫存模組都具有許多個(gè)狀態(tài)輸出端(例如D00～D0m)。本發(fā)明所提供的擷取電路還包括了許多的或閘，例如圖7B所繪示的或閘1031和1033。在本實(shí)施例中，或閘的輸出就是上述第(2)和第(3)式中的運(yùn)算結(jié)果Rx。
每一個(gè)位移暫存模組都如位移暫存模組1020一般，具有多數(shù)個(gè)暫存器(例如暫存器1022和1024)，是以串聯(lián)的形式彼此耦接。而每一個(gè)暫存器都依據(jù)一時(shí)鐘信號(hào)CK而將其暫存值送至下一個(gè)暫存器，并且每一個(gè)暫存器的輸出都分別對(duì)應(yīng)耦接位移暫存模組的其中一個(gè)狀態(tài)輸出端。其中，第一個(gè)暫存器(例如暫存器1022)的輸入是耦接對(duì)應(yīng)的互斥或閘(例如互斥或閘1001)的輸出，并且也耦接至位移暫存模組的第一個(gè)狀態(tài)輸出端(例如D00)。
當(dāng)互斥或閘1001、1003、1005、1007、1009和1011的輸入耦接至對(duì)應(yīng)的子周期后，就會(huì)依據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CLK開始進(jìn)行互斥或運(yùn)算。也就是說，時(shí)鐘信號(hào)CLK每改變一次狀態(tài)，互斥或閘1001、1003、1005、1007、1009和1011就會(huì)將相鄰兩個(gè)子空間進(jìn)行互斥或運(yùn)算，并且產(chǎn)生一次互斥或結(jié)果而送至位移暫存模組內(nèi)。而暫存模組內(nèi)的暫存器，也會(huì)依據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CLK，而將其暫存值送至下一級(jí)暫存器內(nèi)，并且從狀態(tài)輸出端送至對(duì)應(yīng)耦接的或閘輸入端。例如位移暫存模組1024內(nèi)的暫存器，就會(huì)依據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CLK而將暫存值送至或閘1031的輸入端。在本實(shí)施例中，暫存模組內(nèi)的每一個(gè)暫存器都可以由D型正反器(D-type Flip-flop)來實(shí)現(xiàn)。另外，每一個(gè)位移暫存模組內(nèi)的暫存器的數(shù)目，是依據(jù)所設(shè)定的預(yù)設(shè)次數(shù)來決定。
以圖5為例，由于虛線區(qū)域M6涵蓋了子周期TXN1～TXN4。因此，只要有耦接這上述子周期的互斥或閘所輸出的互斥或結(jié)果，在上述第一計(jì)數(shù)值計(jì)數(shù)期間內(nèi)至少會(huì)有一次為1。例如互斥或閘1001，雖然其中一個(gè)輸入是耦接子周期TXN0，但是另一個(gè)輸入則耦接子周期TXN1，是涵蓋在虛線區(qū)域M6之內(nèi)。因此，在第一計(jì)數(shù)值計(jì)數(shù)期間內(nèi)至少會(huì)有一次互斥或結(jié)果為1。也就是說，狀態(tài)輸出端D00～D0m至少會(huì)一個(gè)輸出為1。而由于或閘1031的輸入端是耦接狀態(tài)輸出端D00～D0m，而依據(jù)或閘的真值表，也就是只要有一個(gè)輸入為1，則或閘的輸出Rx就為1。因此，或閘1031的輸出R1(也就是上述的第一次運(yùn)算結(jié)果)為1。
反之，互斥或閘1011的兩個(gè)輸入端分別耦接子空間TXN0和TXN5，其并未包含在虛線區(qū)域M6內(nèi)，也就是說在第一計(jì)數(shù)值計(jì)數(shù)期間，子空間TXN5和TXN1內(nèi)的數(shù)據(jù)狀態(tài)并不會(huì)發(fā)生變化。因此，在第一計(jì)數(shù)值計(jì)數(shù)期間內(nèi)，互斥或閘1011的輸出都為0。也就是說狀態(tài)輸出端D50～D5m的輸出都是0。而由于或閘1033的輸入是耦接狀態(tài)輸出端D50～D5m，因此其輸出R5為0。
請(qǐng)參閱圖8所示，為依照本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的一種依據(jù)或閘的輸出來選擇脈沖信號(hào)以擷取時(shí)鐘數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)表。請(qǐng)結(jié)合參閱圖5和圖8所示，當(dāng)其中一個(gè)或閘的輸出(運(yùn)算結(jié)果Rx)為0時(shí)，則本發(fā)明提供兩種條件來選擇適當(dāng)?shù)拿}沖信號(hào)以擷取正確的時(shí)鐘數(shù)據(jù)。第一個(gè)判斷條件為當(dāng)在第x次運(yùn)算所對(duì)應(yīng)的相鄰兩個(gè)子周期是分別在同一個(gè)脈沖信號(hào)相異的兩側(cè)時(shí)，則在第x次運(yùn)算所對(duì)應(yīng)的相鄰兩個(gè)子周期所包括的脈沖信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，進(jìn)行時(shí)鐘數(shù)據(jù)的擷取。例如，當(dāng)?shù)谝贿\(yùn)算結(jié)果R1為0時(shí)，則由于其所對(duì)應(yīng)的子周期TXN1和TXN2是分別在脈沖信號(hào)S1相異的兩側(cè)。因此則選擇子周期TXN1和TXN2所包含的脈沖信號(hào)S1產(chǎn)生的時(shí)候，進(jìn)行時(shí)鐘數(shù)據(jù)的擷取。
第二個(gè)判斷條件為當(dāng)?shù)趚次運(yùn)算所對(duì)應(yīng)的相鄰兩個(gè)子周期不在同一個(gè)脈沖信號(hào)的兩側(cè)，也就是相鄰兩個(gè)子周期是位于相鄰兩個(gè)脈沖信號(hào)之間時(shí)，則在第x/2個(gè)脈沖信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，進(jìn)行時(shí)鐘數(shù)據(jù)的擷取。例如，當(dāng)?shù)诙芜\(yùn)算結(jié)果R2(x＝2)為0時(shí)，而其對(duì)應(yīng)的相鄰兩個(gè)子空間TXN2和TXN3是位于脈沖信號(hào)S1和S2之間，因此適用于第二條件。而由于運(yùn)算結(jié)果Rx的x值等于2，因此在第x/2個(gè)脈沖信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，就是脈沖信號(hào)S1產(chǎn)生時(shí)進(jìn)行時(shí)鐘數(shù)據(jù)的擷取。
雖然上述僅以具有六個(gè)子周期的取樣進(jìn)行說明，然而熟習(xí)此技藝者應(yīng)當(dāng)可以自行推導(dǎo)其他的情形。
綜上所述，本發(fā)明只需要在兩個(gè)相鄰的脈沖信號(hào)之間安插一標(biāo)記，就可以在不增加取樣數(shù)量的情況下，而能擷取正確的時(shí)鐘數(shù)據(jù)。因此，本發(fā)明并不會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜度又能準(zhǔn)確的擷取時(shí)鐘數(shù)據(jù)。此外，本發(fā)明是利用互斥或運(yùn)算來尋找正確的脈沖信號(hào)來擷取時(shí)鐘數(shù)據(jù)，因此本發(fā)明的顫動(dòng)的允許限度較大。此外，依據(jù)本發(fā)明所提供的擷取方法，本發(fā)明也提供一種擷取電路，僅需要利用簡(jiǎn)單的邏輯電路來實(shí)現(xiàn)，因此本發(fā)明非常容易被實(shí)現(xiàn)。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生(CDR)系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取方法，其特征在于其包括下列步驟在一串列鏈結(jié)(Serial Link)傳輸數(shù)據(jù)中取樣多數(shù)次，而產(chǎn)生多數(shù)個(gè)脈沖信號(hào)，并依序排列；在每一該些脈沖信號(hào)產(chǎn)生后再延遲一預(yù)設(shè)延遲時(shí)間而安插一標(biāo)記，其中該預(yù)設(shè)延遲時(shí)間是小于相鄰兩個(gè)脈沖信號(hào)間的時(shí)間，以將相鄰兩個(gè)脈沖信號(hào)間的周期分割成兩個(gè)子周期；檢查每一該些子周期內(nèi)的數(shù)據(jù)狀態(tài)是否發(fā)生變化，并重復(fù)一預(yù)設(shè)次數(shù)；以及在重復(fù)該預(yù)設(shè)次數(shù)期間沒有發(fā)生數(shù)據(jù)狀態(tài)改變的子周期內(nèi)所對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，進(jìn)行時(shí)鐘擷取。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取方法，其特征在于其中在該取樣周期上的該些子周期的個(gè)數(shù)為n，而該預(yù)設(shè)次數(shù)為m，且m和n皆為正整數(shù)，而檢查該些信號(hào)周期的步驟，更包括下列步驟定義每一該些信號(hào)周期的數(shù)據(jù)狀態(tài)為Dij，其中下標(biāo)i代表第i個(gè)子周期，是大于等于0而小于等于n的整數(shù)，而下標(biāo)j代表第j次檢查，是大于等于0而小于等于m的整數(shù)；將下標(biāo)i和j的值設(shè)為0；將Dij進(jìn)行一第一運(yùn)算，表示如下Σi=0mXOR{Dij,Di+1j}=Rx,]]>其中Rx代表第x次運(yùn)算結(jié)果，而x＝i；將i值加1；判斷i是否等于n；當(dāng)i不等于n時(shí)，則重復(fù)進(jìn)行該第一運(yùn)算；以及當(dāng)i等于n時(shí)，則進(jìn)行一第二運(yùn)算，表示如下Σj=0mXOR{Dnj,D0j}=Rx.]]>
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取方法，其特征在于其中進(jìn)行時(shí)鐘擷取的步驟，包括下列步驟當(dāng)Rx等于0時(shí)，則判斷在第x次運(yùn)算所對(duì)應(yīng)的相鄰兩個(gè)子周期是否分別在同一個(gè)脈沖信號(hào)的相異兩側(cè)；當(dāng)Rx等于0，且在第x次運(yùn)算所對(duì)應(yīng)的相鄰兩個(gè)子周期是分別在同一個(gè)脈沖信號(hào)相異的兩側(cè)時(shí)，則在第x次運(yùn)算所對(duì)應(yīng)的相鄰兩個(gè)子周期所包括的脈沖信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，進(jìn)行時(shí)鐘數(shù)據(jù)的擷??；以及當(dāng)Rx等于0，且在第x次運(yùn)算所對(duì)應(yīng)的相鄰兩個(gè)子周期不在同一個(gè)脈沖信號(hào)的兩側(cè)時(shí)，則在第x/2個(gè)脈沖信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，進(jìn)行時(shí)鐘數(shù)據(jù)的擷取。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取方法，其特征在于其中每一該些標(biāo)記是大約位于對(duì)應(yīng)相鄰兩個(gè)脈沖信號(hào)的中間。
5.一種在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取電路，適用于處理一傳輸數(shù)據(jù)的取樣，而該傳輸數(shù)據(jù)的取樣是具有多數(shù)個(gè)脈沖信號(hào)，是對(duì)應(yīng)于該傳輸數(shù)據(jù)中的多數(shù)個(gè)信號(hào)周期，且該些脈沖信號(hào)中相鄰的兩個(gè)之間是安插有一標(biāo)記，以將該取樣的周期分割成多數(shù)個(gè)子周期，其特征在于該擷取電路包括多數(shù)個(gè)互斥或閘，是用以比較每一該些子周期間的狀態(tài)，并輸出一互斥或結(jié)果；多數(shù)個(gè)位移暫存模組，分別對(duì)應(yīng)耦接該些互斥或閘，且每一該些位移暫存模組是具有多數(shù)個(gè)狀態(tài)輸出端，用以將不同時(shí)間點(diǎn)所接收的該互斥或結(jié)果輸出；以及多數(shù)個(gè)或閘，分別對(duì)應(yīng)耦接該些位移暫存模組，用以接收該些狀態(tài)輸出端的輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取電路，其特征在于其中每一該些位移暫存模組都包括多數(shù)個(gè)暫存器，是以串列方式彼此耦接，且每一該些暫存器是依據(jù)一時(shí)鐘信號(hào)而將其暫存值傳送至下一個(gè)暫存器內(nèi)，而每一該些暫存器的輸出又都分別對(duì)應(yīng)耦接至該些狀態(tài)輸出端，其中第一個(gè)暫存器的輸入是耦接對(duì)應(yīng)的互斥或閘的輸出和第一個(gè)狀態(tài)輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取電路，其特征在于其中每一該些暫存器是D型正反器(D-type Flip-flop)。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種在時(shí)鐘數(shù)據(jù)再生系統(tǒng)中時(shí)鐘的擷取方法和擷取電路。該時(shí)鐘擷取方法包括首先在一串列鏈結(jié)傳輸數(shù)據(jù)中取樣多數(shù)次，產(chǎn)生多數(shù)個(gè)脈沖信號(hào)，并依序排列。接著，在每一脈沖信號(hào)產(chǎn)生后再延遲一預(yù)設(shè)延遲時(shí)間安插一標(biāo)記，用來將相鄰兩個(gè)脈沖信號(hào)間的周期分割成兩個(gè)子周期。然后檢查每一子周期內(nèi)的數(shù)據(jù)狀態(tài)是否變化，并且重復(fù)一預(yù)設(shè)次數(shù)。最后，在預(yù)設(shè)次數(shù)期間沒有發(fā)生數(shù)據(jù)狀態(tài)改變的子周期內(nèi)所對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，進(jìn)行時(shí)鐘擷取。該時(shí)鐘擷取電路包括多數(shù)個(gè)互斥或閘，用以比較每一該些子周期間的狀態(tài)，并輸出一互斥或結(jié)果；多數(shù)個(gè)位移暫存模組，用以將該互斥或結(jié)果輸出；和多數(shù)個(gè)或閘，用以接收該些狀態(tài)輸出端的輸出。
文檔編號(hào)H04L7/033GK1652497SQ20051005118
公開日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2005年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月2日
發(fā)明者張棋, 林書宇 申請(qǐng)人:威盛電子股份有限公司