时脉及数据恢复装置及方法制造方法及图纸

本申请公开了一种时脉及数据恢复装置及方法，该时脉及数据恢复装置包含振荡器、取样器、相位检测器、相位旋转器及回路滤波器。振荡器产生相位相差90度的参考时脉信号及辅助时脉信号。取样器在各个转态边缘对输入数据信号进行取样以产生多主要取样信号。相位检测器判断输入数据信号的数据转态点相对于参考时脉信号间的相位差。相位旋转器根据相位差旋转主要取样信号及该参考时脉信号的相位。回路滤波器产生控制信号至振荡器，以根据数据转态点相对于旋转后的参考时脉信号的相位差改变参考时脉信号和辅助时脉信号的相位。

Clock and data recovery device and method

The present invention discloses a clock and data recovery device and method, wherein, the time pulse and data recovery device include an oscillator, a sampler, a phase detector, a phase rotator and a loop filter. The oscillator generates a reference clock signal and an auxiliary clock signal with a phase difference of 90 degrees. The sampler samples input data signals at each transition edge to generate a plurality of primary sampling signals. The phase detector judges the phase difference between the data transition point of the input data signal and the reference clock signal. The phase rotator rotates the primary sampling signal and the phase of the reference clock signal according to the phase difference. The loop filter generates a control signal to the oscillator to change the phase of the reference clock signal and the auxiliary clock signal according to the phase difference of the data transition point relative to the rotated reference clock signal.

【技术实现步骤摘要】
时脉及数据恢复装置及方法
本申请涉及一种时脉及数据恢复技术，且特别涉及一种时脉及数据恢复装置及方法。
技术介绍
突发通信模式在点对多点光纤接入系统中被广为使用。近来，在建立芯片与芯片间的通信连结时，也需要突发模式的运作来节省功率消耗。功率的节省成效仰赖于此连结能多快被开启和关闭。根据突发数据来使连结开启及关闭，可使时脉及数据恢复装置降低锁定时间。然而，如何将锁定时间降低至几十个位元时间内，是最大的挑战。因此，如何设计一个新的时脉及数据恢复装置及方法来解决上述的问题，乃为此一业界亟待解决的问题。
技术实现思路
因此，本申请提供一种时脉及数据恢复装置，包含振荡器、取样器、相位检测器、相位旋转器及回路滤波器。振荡器产生相位相差90度的参考时脉信号及辅助时脉信号，且参考时脉信号及辅助时脉信号具有多转态边缘，转态边缘其中之一为数据取样边缘。取样器在各个转态边缘对输入数据信号进行取样，以产生多主要取样信号。相位检测器将各主要取样信号与数据取样边缘进行比较，进一步判断输入数据信号的数据转态点相对于参考时脉信号间的相位差。相位旋转器根据相位差旋转主要取样信号及该参考时脉信号的相位，以使相位检测器接收旋转后的主要取样信号及旋转后的参考时脉信号。回路滤波器产生控制信号至振荡器，以根据数据转态点相对于旋转后的参考时脉信号的相位差改变参考时脉信号和辅助时脉信号的相位。本申请的另一态样是在提供一种时脉及数据恢复装置，包含锁相回路单元、一对相位内插器、取样器、相位检测器、控制单元及回路滤波器。锁相回路单元配置以产生原始时脉信号。相位内插器配置以接收原始时脉信号并分别产生相位相差90度的参考时脉信号及辅助时脉信号，且参考时脉信号及辅助时脉信号具有多转态边缘，转态边缘其中之一为数据取样边缘。取样器配置以在各个转态边缘对输入数据信号进行取样，以产生多主要取样信号。相位检测器配置以将各主要取样信号与数据取样边缘进行比较，进一步判断输入数据信号的数据转态点相对于参考时脉信号间的相位差。控制单元配置以根据相位差，通过相位内插器叠加调整相位于参考时脉信号及辅助时脉信号的相位，以使相位检测器接收由取样器产生的调整后的主要取样信号，以判断数据转态点与调整后的参考时脉信号间的相位差位于预设范围。回路滤波器配置以根据相位差，通过相位内插器叠加变化相位于参考时脉信号及辅助时脉信号的相位。本申请的又一态样是在提供一种时脉及数据恢复方法，包含：产生相位相差90度的参考时脉信号及辅助时脉信号，且参考时脉信号及辅助时脉信号具有多转态边缘，转态边缘其中之一为数据取样边缘。在各个转态边缘对输入数据信号进行取样，以产生多主要取样信号。使相位检测器将各主要取样信号与数据取样边缘进行比较，进一步判断输入数据信号的数据转态点相对于参考时脉信号间的相位差。根据相位差旋转主要取样信号及该参考时脉信号的相位，以使相位检测器接收旋转后的主要取样信号及旋转后的参考时脉信号。产生控制信号至振荡器，以根据数据转态点相对于旋转后的参考时脉信号的相位差改变参考时脉信号和辅助时脉信号的相位。应用本申请的优点在于利用相位检测器寻找数据转态点相对于参考时脉信号间的相位差，并通过相位旋转器或是相位内插器快速地调整主要取样信号及该参考时脉信号间的相位差至预设范围，以提升相位锁定的效率，达到上述的目的。附图说明图1为本申请一实施例中一种电子装置的方块图；图2为本申请一实施例中在电子装置传送的信号波形图；图3为本申请一实施例中取样器的方块图；图4为本申请一实施例中相位检测器的示意图；图5为本申请一实施例中相位相对于转态边缘的范围的示意图；图6为本申请一实施例中相位旋转器的方块图；及图7为本申请一实施例中一种电子装置的方块图。附图标记说明：1：电子装置100：振荡器102：取样器104：相位检测器106：控制单元108：相位旋转器110：开关112：回路滤波器114：频宽控制器300、302、304、306：正反器400、402、404、406：取样单元408：逻辑模块410、412、414、416：XOR门420、422：AND门600、602、604、606：取样信号多工器608：时脉多工器7：电子装置700：锁相回路单元702、704：相位内插器706、708：相位叠加器710：振荡器712：相位频率检测器714：锁相回路滤波器具体实施方式图1为本申请一实施例中一种电子装置1的方块图。电子装置1为锁相回路式的时脉及数据恢复装置，包含振荡器100、取样器102、相位检测器104、控制单元106、相位旋转器108、开关110及回路滤波器112。于一实施例中，振荡器100为电压控制式的振荡器，以产生参考时脉信号I-CLK及辅助时脉信号Q-CLK。一并参照图2，图2为本申请一实施例中电子装置1传送的信号波形图。参考时脉信号I-CLK及辅助时脉信号Q-CLK的相位相差90度。参考时脉信号I-CLK包含正缘IRE及负缘IFE。辅助时脉信号Q-CLK包含正缘QRE及负缘QFE。这些转态边缘将参考时脉信号I-CLK的一周期分隔为四部分，各占据90度的相位。于一实施例中，正缘IRE被选择为数据取样边缘。取样器102在参考时脉信号I-CLK及辅助时脉信号Q-CLK的各个转态边缘对输入数据信号IDATA进行取样，以产生对应于转态边缘IRE、IFE、QRE及QFE的主要取样信号Ir、If、Qr及Qf。主要取样信号Ir对应于数据取样边缘(即正缘IRE)。参照图3。图3为本申请一实施例中取样器102的方块图。取样器102包含正反器300、302、304及306，各接收输入数据信号IDATA并根据参考时脉信号I-CLK及辅助时脉信号Q-CLK对输入数据信号IDATA进行取样，以产生主要取样信号Ir、If、Qr及Qf。于一实施例中，如图1所示，相位旋转器108耦接于取样器102和相位检测器104间，并在初始状态时直接将主要取样信号Ir、If、Qr及Qf传送至相位检测器104。相位检测器104判断输入数据信号IDATA的数据转态点(如图2的数据转态点DT)相对于参考时脉信号I-CLK间的相位差。参照图4。图4为本申请一实施例中相位检测器104的示意图。相位检测器104包含取样单元400、402、404及406及逻辑模块408。取样单元400、402、404及406在参考时脉信号I-CLK的数据取样边缘(即正缘IRE)对主要取样信号Ir、If、Qr及Qf进行取样，以产生图2所示的次要取样信号Ir_d、If_d、Qr_d及Qf_d。次要取样信号Ir_d是对应于主要取样信号Ir。根据次要取样信号Ir_d、If_d、Qr_d及Qf_d及主要取样信号Ir的值，将可判断输入数据信号IDATA的数据转态点DT的位置。因此，逻辑模块408进行逻辑运算，以将各主要取样信号Ir、If、Qr及Qf与主要数据取样信号Ir和次要数据取样信号Ir_d的至少其中一者进行比较，以产生相位检测信号。如图4所示，逻辑模块408包含XOR门(异或门)410、412、414及416和AND门(与门)420及422。XOR门410接收次要数据取样信号Ir_d及次要取样信号If_d以产生相位检测信号PD1。次要取样信号If_d对应于由落后于数据取样边本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时脉及数据恢复装置，包含：一振荡器，用以产生相位相差90度的一参考时脉信号及一辅助时脉信号，且该参考时脉信号及该辅助时脉信号具有多个转态边缘，所述多个转态边缘其中之一为一数据取样边缘；一取样器，用以在各个所述转态边缘对一输入数据信号进行取样，以产生多个主要取样信号；一相位检测器，用以将各所述主要取样信号与该数据取样边缘进行比较，进一步判断该输入数据信号的一数据转态点相对于该参考时脉信号间的一相位差；一相位旋转器，用以根据该相位差旋转所述多个主要取样信号及该参考时脉信号的相位，以使该相位检测器接收旋转后的所述多个主要取样信号及旋转后的该参考时脉信号；及一回路滤波器，用以产生一控制信号至该振荡器，以根据该数据转态点相对于旋转后的该参考时脉信号的该相位差改变该参考时脉信号和该辅助时脉信号的相位。

【技术特征摘要】
2015.12.16 US 14/972,0231.一种时脉及数据恢复装置，包含：一振荡器，用以产生相位相差90度的一参考时脉信号及一辅助时脉信号，且该参考时脉信号及该辅助时脉信号具有多个转态边缘，所述多个转态边缘其中之一为一数据取样边缘；一取样器，用以在各个所述转态边缘对一输入数据信号进行取样，以产生多个主要取样信号；一相位检测器，用以将各所述主要取样信号与该数据取样边缘进行比较，进一步判断该输入数据信号的一数据转态点相对于该参考时脉信号间的一相位差；一相位旋转器，用以根据该相位差旋转所述多个主要取样信号及该参考时脉信号的相位，以使该相位检测器接收旋转后的所述多个主要取样信号及旋转后的该参考时脉信号；及一回路滤波器，用以产生一控制信号至该振荡器，以根据该数据转态点相对于旋转后的该参考时脉信号的该相位差改变该参考时脉信号和该辅助时脉信号的相位。2.如权利要求1所述的时脉及数据恢复装置，其中所述多个主要取样信号包含由该数据取样边缘取样的一主要数据取样信号，且该相位检测器包含：多个取样单元，用以在所接收到的该参考时脉信号的该数据取样边缘取样所述多个主要取样信号，以产生多个次要取样信号，其中所述多个次要取样信号包含对应于该主要数据取样信号的一次要数据取样信号；及一逻辑模块，用以执行逻辑运算，以将该次要取样信号与该主要数据取样信号和该次要数据取样信号至少其中之一进行比较，以产生多个相位检测信号；其中该相位差的一状况是由所述多个相位检测信号的一组逻辑电平表示。3.如权利要求1所述的时脉及数据恢复装置，还包含一控制单元，用以根据该相位差产生一旋转控制信号。4.如权利要求3所述的时脉及数据恢复装置，其中该相位旋转器包含：多个取样信号多工器，用以根据用以代表一旋转相位的该旋转控制信号各输出所述多个主要取样信号其中之一以产生旋转后的所述多个主要取样信号；及一时脉多工器，用以根据该旋转控制信号输出该参考时脉信号、该辅助时脉信号、一反相参考时脉信号及一反相辅助时脉信号其中之一，以产生旋转后的该参考时脉信号。5.如权利要求3所述的时脉及数据恢复装置，还包含一开关，其中该控制单元还产生一开关控制信号，以在该相位差被判断为位于一预设范围前控制该开关为断路，或在相位差被判断为位于该预设范围时控制该开关为通路，以耦接该相位检测器及该回路滤波器。6.如权利要求5所述的时脉及数据恢复装置，还包含一频宽控制器，其中该频宽控制器在该开关被控制为通路时放大该回路滤波器的一频宽，并在该相位检测器检测到一相位锁定状况时缩减该频宽。7.一种时脉及数据恢复...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢鸿元，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71