本发明专利技术提供了一种频率获取方法，包括以下步骤：获取输入信号的采样，每个采样具有边沿；以固定数目的连续获得的采样来形成集合；对每个集合中的边沿进行编号，并确定边沿的数目；将每个集合中的边沿数目与集合中的期望边沿数目相比较；如果实际边沿数目超过期望边沿数目，则提高在获取采样中使用的基准振荡器的频率；以及如果在集合中期望边沿数目超过实际边沿数目，则降低在获取采样中使用的基准振荡器的频率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及频率获取系统和方法。
技术介绍
对于非常高速的串行数据传输，典型地应用嵌入式时钟信号控制；发射机使用特定的编码方案，以在串行数据流中包含充足的时钟信息，从而允许接收侧通过时钟和数据恢复(⑶R, Clock and Data Recovery)以及互补解码器来重新得到原始发射的数据。编码方案还可以提供信号调节(conditioning),如，dc平衡和/或频谱整形。通常应用的编码方案是8B10B，其中每个数据字节转换成10比特符号，该方案还提供控制符号，其中的一些控制符号包括唯一序列，以毫无疑义地确定符号边界。 可以通过同步解决方案或通过过采样解决方案来实现接收路径中的时钟和数据恢复(CDR)功能，其中，所述同步解决方案使用数据跟踪锁相环(PLL)，对所述数据跟踪锁相环(PLL)执行反馈控制以对中心比特(center of the bits)进行采样；所述过采样解决方案利用从基准时钟得到的时钟在每个比特周期对输入信号采样多于两次，同时，利用数字数据和时钟恢复算法来处理所述采样以恢复原始数据。同步解决方案与过采样方案相比具有ー些优点，这些优点包括同步解决方案恢复了例如可以用于重传或用于同步数据后处理的同步模拟时钟，同步解决方案典型地消耗更少的功率，并且同步解决方案在以给定的エ艺技术来实现时支持更高的数据速率。同步解决方案的缺点是其启动复杂性，包括启动时间、频率捕获范围和对错误锁定的灵敏度。数据跟踪PLL典型地不具有本征频率检测能力，因此在没有附加频率获取的帮助下不会正确地锁定。频繁使用的超前-滞后(early-late)数据跟踪PLL或继电式(bang-bang)数据跟踪PLL围绕瞬时的自由运转的(momentary free-running)振荡器频率具有有限的频率捕获范围。频率可以漂移离开(drift away)，和/或如果数据速率在该范围之外则可能发生错误锁定。这意味着必须利用附加的功能使振荡器频率足够接近数据频率，以确保鲁棒的操作。如图I所示，传统的解决方案在CDR中的数据跟踪回路旁边添加时钟乘法器PLL回路。使用足够精确的基准时钟和相位频率检测器(PFD)，将振荡器频率调整为变得接近数据速率，使得当切換至数据跟踪模式时，数据速率将会在CDR的频率捕获范围内。然而，这典型地需要非常精确的基准时钟，如果出于其他原因在应用中不存在这种时钟，则这会成为主要问题。此外，必须特殊关注由于切换至数据跟踪模式而导致不发生显著频率阶跃(step)的这种特殊情况，否则数据速率可以再次位于⑶R频率捕获范围之外。备选地，可以出于同步的目的而向接收机的输入施加切換序列图案(togglingtraining pattern)。由于数据跟踪PLL典型地不具有本征频率检测能力，所以通常添加具有相位频率检测器(PFD)的第二回路，其中在排列期间使用切换输入数据图案作为基准时钟信号，如图2所示。该解决方案的缺点是，输入信号需要驱动附加的电路，由于额外的寄生载荷，这使性能变差。此外，输入信号典型地是低摆幅差分的(low-swingdifferential)，因此很有可能无法直接驱动逻辑驱动器或PFD。因此需要附加的放大缓冲器，如果排列图案是在一定比特速率下的交替比特序列，则这要具有较大的带宽。在这种情况下，必须特殊关注由于切换至数据跟踪模式而导致不发生显著频率阶跃的情况，否则数据速率可以再次变成位于CDR频率捕获范围之外。
技术实现思路
因此，需要至少部分地改进已知的缺点。因此，本专利技术的目的是提供ー种频率获取方法，包括以下步骤获取输入信号的采样，每个采样具有边沿；以固定数目的连续地获得的采样来形成集合； 对姆个集合中的边沿编号(numbering),并确定边沿的数目；将每个集合中的边沿数目与集合中的期望边沿数目相比较；如果实际边沿数目超过期望边沿数目，则提高在获取采样中使用的基准振荡器的频率；以及如果在集合中期望边沿数目超过实际边沿数目，则降低在获取采样中使用的基准振荡器的频率。该方法还可以包括步骤如果在集合中实际边沿数目等于期望边沿数目，则不修改基准振荡器的频率。此外，提供了ー种适于以上述方法来工作的系统，包括数据采样器，适于接收串行输入数据信号，以及针对时钟信号的每个循环产生多个比特，所述时钟信号用于对数据采样器采样；第一相位频率检测器，适于从到来的串行输入数据信号中提取频率信息；边沿计数器，用于产生从串行输入数据信号获得的边沿计数数目；比较器装置，用于将边沿计数数目与预置的数目相比较，所述比较器产生用于控制第一电荷泵的信号，电荷泵产生用于控制电压控制振荡器的电荷泵信号，电压控制振荡器还由第二电荷泵产生的第二信号来控制，第二电荷泵由数据采样器产生的信号来控制。有利地，串行输入信号包括预定义的重复图案，所述预定义的重复图案的长度与每个采样集合中覆盖的比特数相对应。此外，在数据锁定条件下，采用每比特至少两个采样，系统进ー步仅使用所获取的采样的子集来实现频率获取。本专利技术由独立权利要求限定。从属权利要求限定了有利实施例。附图说明通过附图的示例描述，上述和其他优点将是显而易见的，附图中，图I示出了具有附加PFD的数据跟踪CDR架构，用于使用基准时钟来实现频率获取；图2示出了具有附加PFD回路的数据跟踪CDR架构，用于使用交替排列数据图案来实现频率获取；图3示出了多相位CDR架构；图4示出了数据跟踪CDR架构，其中使用固定边沿密度排列数据图案来实现一列式(in-line)频率获取；图5示出了环路滤波器的实施例；图6示出了数据跟踪CDR架构，其中，所述数据跟踪CDR架构使用固定边沿密度排列数据图案来实现一列式频率获取,并 且具有用于粗略频率定位的附加PFD ；图7示出了当已达到正常频率时在频率获取模式下的频率和相位行为，在上下频率校正之间存在一些失配；图8示出了在频率获取就绪或繁忙的情况下执行检测的示例状态机；以及图9示出了检测器的示例实现，所述检测器确定频率获取何时繁忙。具体实施例方式本专利技术提出了一种时钟和数据恢复架构，如果在输入存在具有已知边沿密度的排列图案，则所述时钟和数据恢复架构能够执行频率获取而无需精确的基准时钟和与输入相连的附加电路。根据本专利技术的频率获取方法根据数据跟踪模式的需要重新使用相同的数据采样前端来获取采样。图3示出了适于这种方法的架构的示例。对得到的采样进行后处理，以获得相对于输入序列的数据速率的与振荡器频率有关的信息。然后使用该信息将振荡器控制到校正频率。例如，可以在由K个采样组成的集合中执行对采样的后处理，以确定每个集合中边沿的数目。通过将实际边沿计数与基准边沿计数值相比较，判定频率是过高、过低还是足够合适。这种判定可以用于校正振荡器频率，例如通过电荷泵来校正。注意，可以有利的是，当回路被锁定时，将数目K选择为是每比特目标采样数目的整数倍。此外，对于多相CDR架构而言可以有利的是，使数目K与并行的时钟相位和采样器的数目匹配，使得可以在振荡器时钟频率处对已对准的采样集合执行数字处理。图4示出了这种情况的示例。例如，考虑以下情况作为⑶R的输入上的排列图案，交替的比特序列包括具有2N个相位的多相采样前端架构，目标为当被正确地锁定时以每比特周期2个采样来工作。在实际使用交替的比特图案实际来排列时，这是非本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2010.12.17 EP 10195763.71.ー种频率获取方法，包括以下步骤 获取输入信号的采样，每个采样具有边沿； 以固定数目的连续获得的采样来形成集合； 对每个集合中的边沿进行编号，并确定边沿的数目； 将每个集合中的边沿数目与集合中的期望边沿数目相比较； 如果实际边沿数目超过期望边沿数目，则提高在获取采样中使用的基准振荡器的频率；以及 如果在集合中期望边沿 数目超过实际边沿数目，则降低在获取采样中使用的基准振荡器的频率。2.根据权利要求I所述的频率获取方法，还包括步骤如果在集合中实际边沿数目等于期望边沿数目，则不修改基准振荡器的频率。3.一种用于频率获取的系统,包括 数据采样器，适于接收串行输入数据信号，以及针...
【专利技术属性】
技术研发人员：赫里特威廉·登贝斯特，阿诺·范德维尔，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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