一种串行通讯动态位恢复装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种串行通讯动态位恢复装置及方法，锁相环电路基于本地时钟生成与串行码流波特率相同的四重以上错相时钟簇，在该错相时钟簇的控制下，过采锁存与同步电路对串行码流的进行过采样并将过采样数据同步至错相时钟簇的0°过采样数据时钟后得到过采样数据组，该过采样数据组存储在缓存寄存器组中。边沿跟踪电路根据缓存寄存器组中的过采样数据组监测串行码流的跳变边沿，当发现新的跳变边沿后则以该新的跳变边沿位置为边界通知数据恢复窗口电路调整数据恢复窗口以实现跳变边沿闭环跟踪。通过跳变边沿闭环跟踪从串行码流中恢复出有效串行数据位。本发明专利技术能解决现有方式无法利用低成本简单器件实现高速串行通讯的动态位恢复功能的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种串行通讯动态位恢复装置及方法
本专利技术涉及数据通讯
，尤其是涉及一种应用于数据传输的串行通讯动态位恢复装置及方法。
技术介绍
在应用对数据带宽不断增长的需求下，传统并行通讯接口受接口数量、接口频率、多引脚一致性等因素影响，越来越难以满足芯片间高速数据互联的需求。而高速异步串行通讯以其高带宽、低引脚开销越来越受到应用人员的欢迎。高速异步串行通讯技术中，没有专用的信道用于传输数据的同步时钟信息。因此，为了从数据流中正确地恢复数据位，需要从码流中恢复出与数据位同步的时钟信息，从而实现对数据的准确恢复。为实现这一目的，通常的做法为通过采用自同步编码(曼彻斯特编码)或跳变丰富的编码类型实现在发送端的数据流中注入与数据同步的时钟信息，在接收端则通过专用锁相环电路实现对编码所包含时钟信息频率和相位的跟踪，并直接恢复出与数据同步的锁定同步时钟，用于实现数据的有效恢复。这便是该领域常用的高速串行通讯接收端的CDR(ClockDataRecovery)技术，其本质是从码流中恢复出一路独立的锁存同步信号，用于实现在准确位置对数据位的采样恢复。通常本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种串行通讯动态位恢复装置，其特征在于，包括：锁相环电路(1)、过采锁存与同步电路(2)、缓存寄存器组(3)、边沿跟踪电路(4)及数据恢复窗口电路(5)；所述锁相环电路(1)基于本地时钟生成与串行码流波特率相同的四重以上错相时钟簇，在该错相时钟簇的控制下，所述过采锁存与同步电路(2)对串行码流的进行过采样并将过采样数据同步至所述错相时钟簇的0°过采样数据时钟后得到过采样数据组，该过采样数据组存储在所述缓存寄存器组(3)中；所述边沿跟踪电路(4)根据缓存寄存器组(3)中的过采样数据组监测串行码流的跳变边沿，当发现新的跳变边沿后则以该新的跳变边沿位置为边界通知数据恢复窗口电路(5)调整数据恢复...

【技术特征摘要】
1.一种串行通讯动态位恢复装置，其特征在于，包括：锁相环电路(1)、过采锁存与同步电路(2)、缓存寄存器组(3)、边沿跟踪电路(4)及数据恢复窗口电路(5)；所述锁相环电路(1)基于本地时钟生成与串行码流波特率相同的四重以上错相时钟簇，在该错相时钟簇的控制下，所述过采锁存与同步电路(2)对串行码流的进行过采样并将过采样数据同步至所述错相时钟簇的0°过采样数据时钟后得到过采样数据组，该过采样数据组存储在所述缓存寄存器组(3)中；所述边沿跟踪电路(4)根据缓存寄存器组(3)中的过采样数据组监测串行码流的跳变边沿，当发现新的跳变边沿后则以该新的跳变边沿位置为边界通知数据恢复窗口电路(5)调整数据恢复窗口以实现跳变边沿闭环跟踪；通过跳变边沿闭环跟踪从串行码流中恢复出有效串行数据位，该有效串行数据位与错相时钟簇的0°过采样时钟保持同相位关系。


2.根据权利要求1所述的串行通讯动态位恢复装置，其特征在于：所述锁相环电路(1)基于PLD器件内部具有时钟相移功能的多输出锁相环电路，所述锁相环电路(1)的多路串行输出通道复用同一个相移时钟。


3.根据权利要求2所述的串行通讯动态位恢复装置，其特征在于：所述锁相环电路(1)输出四路相移过采样时钟信号，分别为0°过采样时钟、90°过采样时钟、180°过采样时钟及270°过采样时钟。


4.根据权利要求1、2或3所述的串行通讯动态位恢复装置，其特征在于：所述缓存寄存器组(3)包括边沿检测寄存器组(31)和过采样寄存器组(32)，串行码流在错相时钟簇驱动下得到的过采样数据组被锁存进过采样寄存器组(32)中，所述边沿检测寄存器组(31)和过采样寄存器组(32)组成一个移位寄存器链(30)；在每个过采样周期，所述边沿检测寄存器组(31)中移入上一个过采样周期内过采样寄存器组(32)的过采样数据组；所述边沿跟踪电路(4)根据边沿检测寄存器组(31)中的过采样数据组检测过采样数据的边沿位置状态并将该状态信息传输至数据恢复窗口电路(5)；所述数据恢复窗口电路(5)将从边沿位置后的第一个寄存器开始的一组寄存器内容视为一个有效串行位数据并生成新的数据恢复窗口，在下一个时钟周期该数据恢复窗口内的寄存器内容被推入有效数据窗口(6)；在每个过采样周期，所述有效采样窗口(6)中固定采样窗口的数值被作为本过采样周期的有效串行数据位输出，该固定采样窗口的位置尽可能远离串行码流的跳变边沿位置。


5.根据权利要求4所述的串行通讯动态位恢复装置，其特征在于：在后一个过采样周期中，串行码流变化为后一个过采样周期的数据，此时所述过采样寄存器组(32)移入新的过采样周期的过采样数据，所述边沿检测寄存器组(31)则从过采样寄存器组(32)中移入前一个过采样周期的数据；当所述边沿跟踪电路(4)根据过采样数据的边沿位置状态判断有效数据窗口(6)的边沿位置发生变化，则从边沿位置状态发生变化的过采样数据位开始为有效数据窗口(6)的起始位置，控制移位寄存器链(30)的数据恢复窗口向过采样数据读入方向调整，并将该数据恢复窗口内的过采样数据复制至所述有效数据窗口(6)中，最后从固定采样窗口恢复得到本过采样周期的有效串行数据位。


6.根据权利要求5所述的串行通讯动态位恢复装置，其特征在于：所述过采样数据的边沿位置状态由边沿检测寄存器组(31)中过采样数据组的两位彼此相邻的过采样数据进行异或运算得到。


7.根据权利要求5或6所述的串行通讯动态位恢复装置，其特征在于：所述边沿检测寄存器组(31)和过采样寄存器组(32)均为四位的寄存器组...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱岳烽，梅文庆，杨胜，李淼，郭赞，杨烁，凡林斌，段海波，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43