利用數(shù)控的無(wú)參考中繼器的方法和設(shè)備的制造方法
【專利說(shuō)明】利用數(shù)控的無(wú)參考中繼器的方法和設(shè)備
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2014年I月17日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/928，840的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開內(nèi)容總體上涉及無(wú)參考中繼器(reference-less repeater)，包括利用數(shù)控來(lái)估計(jì)數(shù)字信號(hào)中的大范圍頻率以及傳播頻率信息。
【背景技術(shù)】
[0004]相比于需要外部頻率參考的中繼器，無(wú)參考中繼器提供顯著優(yōu)點(diǎn)。專用的頻率參考通常需要額外的部件，這種部件需要額外的電力、安裝、電路板空間、以及環(huán)境要求以便按照穩(wěn)定且有效的方式運(yùn)行。在各種電路中分布公共頻率參考以最小化這些問(wèn)題的方案進(jìn)一步對(duì)參考信號(hào)分布電路和電路板走線強(qiáng)加屏蔽和隔離要求。因此，消除對(duì)外部頻率參考的需要的重定時(shí)電路提供顯著的電力、布局、以及物理隔離優(yōu)點(diǎn)。
[0005]當(dāng)前的無(wú)參考中繼器通常采用高功率的、僅模擬(analog-only)的方案，其具有寬的頻率檢測(cè)范圍的同時(shí)，同樣難以適應(yīng)過(guò)采樣。此外，僅模擬的無(wú)參考中繼器難以將頻率信息從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳遞到另一節(jié)點(diǎn)，并且難以適應(yīng)通常用于自動(dòng)協(xié)商的較低數(shù)據(jù)傳輸率。僅模擬的重定時(shí)電路通常采用消耗大量電力的模擬頻率檢測(cè)器。另一方面，數(shù)控的無(wú)參考重定時(shí)電路具有相對(duì)窄的頻率檢測(cè)范圍，但通常比模擬重定時(shí)電路消耗少得多的電力。此外，數(shù)控?zé)o參考重定時(shí)電路提供數(shù)據(jù)傳輸率靈活性，尤其以較低的數(shù)據(jù)傳輸率。由于數(shù)控的無(wú)參考重定時(shí)電路的窄頻率檢測(cè)范圍，頻率估計(jì)允許這些電路快速確定輸入信號(hào)的頻率，并且快速且高效地分布頻率信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種頻率估計(jì)電路，包括:邊緣檢測(cè)器，被配置為測(cè)量預(yù)定時(shí)間區(qū)間內(nèi)數(shù)據(jù)流中的邊緣至邊緣轉(zhuǎn)換之間的時(shí)間周期，產(chǎn)生多個(gè)邊緣至邊緣時(shí)間周期；以及處理器，被配置為:將所述多個(gè)邊緣至邊緣時(shí)間周期分類成多個(gè)代表性組，每個(gè)代表性組具有是采樣單位時(shí)間周期的整數(shù)倍的代表性時(shí)間周期；基于分類的所述多個(gè)邊緣至邊緣時(shí)間周期確定所述預(yù)定時(shí)間區(qū)間中的虛擬轉(zhuǎn)換的數(shù)量；和基于所述預(yù)定時(shí)間區(qū)間中的虛擬轉(zhuǎn)換的所述數(shù)量確定所述數(shù)據(jù)流的頻率估計(jì)。
[0007]優(yōu)選地，所述邊緣至邊緣轉(zhuǎn)變是上升沿轉(zhuǎn)變。
[0008]優(yōu)選地，所述邊緣至邊緣轉(zhuǎn)變是下降沿轉(zhuǎn)變。
[0009]優(yōu)選地，所述處理器進(jìn)一步被配置為:將所述預(yù)定時(shí)間區(qū)間除以虛擬轉(zhuǎn)變的所述數(shù)量以確定單位時(shí)間周期；并且反轉(zhuǎn)所述單位時(shí)間周期以確定所述數(shù)據(jù)流的所述頻率估
i+o
[0010]優(yōu)選地，所述處理器進(jìn)一步被配置為:確定用于所述多個(gè)代表性組的代表性組的相應(yīng)計(jì)數(shù)，所述相應(yīng)計(jì)數(shù)對(duì)應(yīng)于與所述代表性組有關(guān)的邊緣至邊緣時(shí)間周期的數(shù)量；將所述相應(yīng)計(jì)數(shù)乘以所述代表性組的所述代表性時(shí)間周期以產(chǎn)生用于所述代表性組的相應(yīng)的加權(quán)計(jì)數(shù)。
[0011]優(yōu)選地，所述處理器進(jìn)一步被配置為產(chǎn)生用于所述多個(gè)代表性組的其余的各代表性組的相應(yīng)的加權(quán)計(jì)數(shù)。
[0012]優(yōu)選地，所述處理器進(jìn)一步被配置為將轉(zhuǎn)變的所述數(shù)量確定為所述多個(gè)代表性組的相應(yīng)的所述加權(quán)計(jì)數(shù)的總和。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種頻率估計(jì)電路，包括:邊緣檢測(cè)器，被配置為測(cè)量數(shù)據(jù)流中的邊緣至邊緣轉(zhuǎn)變之間的時(shí)間周期，產(chǎn)生存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的多個(gè)邊緣至邊緣時(shí)間周期；以及處理器，耦接至所述存儲(chǔ)器，所述處理器被配置為:將所述多個(gè)邊緣至邊緣時(shí)間周期分類成多個(gè)代表性組，每個(gè)代表性組具有代表性時(shí)間周期；基于所述多個(gè)代表性組的所述代表性時(shí)間周期確定單位時(shí)間周期；和反轉(zhuǎn)所述單位時(shí)間周期以確定所述數(shù)據(jù)流的頻率。
[0014]優(yōu)選地，所述單位時(shí)間周期與所述多個(gè)代表性組的所述代表性時(shí)間周期中的最短的時(shí)間周期相對(duì)應(yīng)。
[0015]優(yōu)選地，每個(gè)代表性組的所述代表性時(shí)間周期是采樣時(shí)鐘的周期的整數(shù)倍。
[0016]優(yōu)選地，所述邊緣檢測(cè)器被配置為測(cè)量與所述采樣時(shí)鐘有關(guān)的邊緣至邊緣轉(zhuǎn)變之間的時(shí)間周期。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種通信裝置，包括:接收器，包括:頻率估計(jì)電路，被配置為:對(duì)于預(yù)定時(shí)段中輸入數(shù)據(jù)流中的邊緣至邊緣轉(zhuǎn)變的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)；并且將邊緣至邊緣轉(zhuǎn)變的所述數(shù)量除以所述預(yù)定時(shí)段內(nèi)的位區(qū)間的數(shù)目以確定所述輸入數(shù)據(jù)流的頻率估計(jì)；接收電壓控制振蕩器，被配置為基于所述頻率估計(jì)粗調(diào)接收本地振蕩信號(hào)；切片器，被配置為基于切片器輸入時(shí)鐘對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)流進(jìn)行采樣，并且提供切片器輸出數(shù)據(jù)；以及時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊，被配置為基于所述接收本地振蕩器信號(hào)和所述切片器輸出數(shù)據(jù)產(chǎn)生所述切片器輸入時(shí)鐘。
[0018]優(yōu)選地，所述時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊被配置為基于所述切片器輸出數(shù)據(jù)調(diào)整所述切片器的米樣時(shí)間。
[0019]優(yōu)選地，所述頻率估計(jì)電路基于所述輸入數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)變密度的先驗(yàn)知識(shí)估計(jì)所述預(yù)定時(shí)間段內(nèi)的位區(qū)間的所述數(shù)目。
[0020]優(yōu)選地，通信裝置還包括:發(fā)送電路，耦接至所述接收器，并且所述發(fā)送電路被配置為從所述切片器輸出數(shù)據(jù)再生采樣輸出數(shù)據(jù)，并且通過(guò)相關(guān)的的通信鏈路發(fā)送所述采樣輸出數(shù)據(jù)。
[0021]優(yōu)選地，所述發(fā)送電路包括:發(fā)送電壓控振蕩器，被配置為提供發(fā)送振蕩信號(hào)以計(jì)時(shí)所述采樣輸出數(shù)據(jù)的所述再生；以及控制電路，被配置為從所述接收器接收所述頻率估計(jì)并且基于所述頻率估計(jì)調(diào)諧所述發(fā)送振蕩信號(hào)。
[0022]優(yōu)選地，所述接收電壓控制振蕩器包括電容器組和變?nèi)荻O管，其中，所述電容器組用于基于所述輸入數(shù)據(jù)流的所述頻率估計(jì)粗調(diào)所述接收振蕩信號(hào)。
[0023]優(yōu)選地，所述接收電壓控制振蕩器形成鎖相環(huán)的一部分，所述鎖相環(huán)包括:相位檢測(cè)器，被配置為將所述接收振蕩信號(hào)的相位與參考信號(hào)的相位進(jìn)行比較并且基于所述比較產(chǎn)生控制信號(hào)，其中，所述控制信號(hào)用于微調(diào)所述接收電壓控制振蕩器的所述變?nèi)荻O管。
[0024]優(yōu)選地，所述邊緣至邊緣轉(zhuǎn)變是上升沿轉(zhuǎn)變。
[0025]優(yōu)選地，所述邊緣至邊緣轉(zhuǎn)變是下降沿轉(zhuǎn)變。
【附圖說(shuō)明】
[0026]參考附圖描述本公開內(nèi)容的實(shí)施方式。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的或功能相似的元件。此外，參考標(biāo)號(hào)最左邊的數(shù)字表示該參考標(biāo)號(hào)首次出現(xiàn)的附圖。
[0027]圖1示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的接收器/發(fā)送器系統(tǒng)的框圖；
[0028]圖2示出根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的模擬鎖相環(huán)電路的框圖；
[0029]圖3A示出根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的用于鎖相環(huán)的數(shù)控電路的框圖；
[0030]圖3B示出根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的用于鎖相環(huán)的邊緣周期電路(edge per1dicity circuit)的框圖；
[0031]圖4示出根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的邊緣計(jì)數(shù)頻率估計(jì)方案；
[0032]圖5示出根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的邊緣周期頻率估計(jì)方案；
[0033]圖6示出根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的邊緣周期柱狀圖；
[0034]圖7是使用邊緣計(jì)數(shù)方案估計(jì)信號(hào)的頻率并且使用估計(jì)的頻率重定時(shí)信號(hào)的操作步驟的流程圖；
[0035]圖8A是使用邊緣周期方案估計(jì)信號(hào)的頻率并且使用估計(jì)的頻率重定時(shí)信號(hào)的操作步驟的流程圖；
[0036]圖SB是使用替換的邊緣周期方案估計(jì)信號(hào)的頻率并且使用估計(jì)的頻率重定時(shí)信號(hào)的操作步驟的流程圖；
[0037]圖9是使用時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路響應(yīng)來(lái)估計(jì)信號(hào)的頻率并且使用估計(jì)的頻率重定時(shí)信號(hào)的操作步驟的流程圖；
[0038]圖10示出了根據(jù)實(shí)施方式的示例性柱狀圖。
[0039]現(xiàn)在將參考附圖描述本公開內(nèi)容的實(shí)施方式。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記通常表示相同的、功能相似的和/或結(jié)構(gòu)相似的元件。通過(guò)參考標(biāo)號(hào)最左邊的數(shù)字來(lái)表示元件首先出現(xiàn)在其中的示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]以下詳細(xì)的說(shuō)明參考示出與本公開內(nèi)容一致的示例性實(shí)施方式的附圖。在詳細(xì)說(shuō)明中的對(duì)“一個(gè)示例性實(shí)施方式”、“示例性實(shí)施方式”、“實(shí)例的示例性實(shí)施方式”等的參考等表示所描述的示例性實(shí)施方式可包括特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性，但每個(gè)示例性實(shí)施方式不是