專利名稱：基于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)多時(shí)鐘采樣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中時(shí)鐘采樣的方法，尤其涉及的是，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中多時(shí)鐘數(shù)據(jù)采樣技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。
背景技術(shù)：
隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)的傳輸速率日益提高，數(shù)據(jù)鏈路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也日益復(fù)雜，從而引發(fā)了高速數(shù)字設(shè)計(jì)的各種問(wèn)題。傳輸速率的提高意味著器件工作頻率的提高，器件的上升時(shí)間縮短，造成信號(hào)的反射、過(guò)沖嚴(yán)重，信號(hào)質(zhì)量惡化，信號(hào)完整性和時(shí)序不再滿足系統(tǒng)要求，導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。同時(shí)，由于系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，當(dāng)系統(tǒng)配置發(fā)生變化，或者環(huán)境條件如溫度、濕度等發(fā)生變化時(shí)，數(shù)據(jù)和時(shí)鐘的抖動(dòng)很大，而且這種信號(hào)質(zhì)量的惡化，很難通過(guò)端接匹配等技術(shù)克服，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)采樣不可靠，降低系統(tǒng)性能，甚至導(dǎo)致通信鏈路中斷，系統(tǒng)癱瘓。
經(jīng)過(guò)測(cè)試，當(dāng)數(shù)據(jù)鏈路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)，時(shí)序讀寫建立時(shí)間和保持時(shí)間不足，是造成接收信號(hào)錯(cuò)誤采樣的主要原因，即無(wú)論采用接收時(shí)鐘的上升沿或者下降沿對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，都存在建立時(shí)間或者保持時(shí)間不足的情況，導(dǎo)致接收數(shù)據(jù)被錯(cuò)誤采樣。
因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，而有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)多時(shí)鐘采樣的方法，針對(duì)高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中拓?fù)鋸?fù)雜的數(shù)據(jù)鏈路，采用多時(shí)鐘采樣和判決技術(shù)，彌補(bǔ)拓?fù)鋸?fù)雜帶來(lái)的信號(hào)時(shí)序和完整性方面的不足，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路的可靠傳輸，即以適當(dāng)提高系統(tǒng)工作頻率為代價(jià)，克服信號(hào)時(shí)序和完整性缺陷造成的系統(tǒng)不穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種基于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)多時(shí)鐘采樣的方法，其包括以下步驟a)當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)后，鏈路狀態(tài)為校驗(yàn)錯(cuò)誤狀態(tài)的初始狀態(tài)，鏈路選擇為初始默認(rèn)選擇，并輸出該條鏈路數(shù)據(jù)；b)采用零相移和π/2相移的2倍頻時(shí)鐘的上升沿和下降沿對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)采樣，得到4條鏈路接收數(shù)據(jù)；c)不斷對(duì)4條鏈路接收數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)判決，循環(huán)判斷4條鏈路的狀態(tài)指示，直到某一鏈路的接收數(shù)據(jù)判決正確，則鏈路狀態(tài)為校驗(yàn)正確狀態(tài)，選擇該鏈路的數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)。
所述的方法，其中，所述方法還包括以下步驟d)如果4條鏈路接收數(shù)據(jù)沒(méi)有任何一條鏈路判決正確，則返回所述步驟b)，鏈路狀態(tài)保持校驗(yàn)錯(cuò)誤狀態(tài)，輸出鏈路選擇保持不變；e)當(dāng)鏈路為校驗(yàn)正確狀態(tài)時(shí)，如果當(dāng)前鏈路接收數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，則返回所述步驟b)，鏈路狀態(tài)為校驗(yàn)錯(cuò)誤狀態(tài)，鏈路選擇保持原鏈路；如果當(dāng)前鏈路一直保持校驗(yàn)正確狀態(tài)，則重復(fù)所述步驟e)，鏈路狀態(tài)保持為校驗(yàn)正確狀態(tài)，輸出鏈路選擇保持不變。
所述的方法，其中，所述校驗(yàn)判決方式采用固定幀頭和串行奇偶檢驗(yàn)技術(shù)，不斷對(duì)4條鏈路接收數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)判決。
本發(fā)明所提供的一種基于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)多時(shí)鐘采樣的方法，經(jīng)過(guò)分析和測(cè)試，在系統(tǒng)工作頻率提高2倍的前提下，可以有效克服傳輸速率高、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜帶來(lái)的讀寫時(shí)序緊張問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸，提高系統(tǒng)效率，同時(shí)也大大降低系統(tǒng)的成本。


下面結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的工作原理。
圖1示出了在理想情況下采用時(shí)鐘上升沿對(duì)接收數(shù)據(jù)采樣的時(shí)序圖；圖2示出了接收數(shù)據(jù)時(shí)序不滿足系統(tǒng)要求的時(shí)序圖；圖3示出了采用單個(gè)倍頻時(shí)鐘對(duì)接收數(shù)據(jù)采樣的時(shí)序圖；圖4示出了本發(fā)明方法的多時(shí)鐘采樣技術(shù)工作流程圖；圖5示出了本發(fā)明方法采用多時(shí)鐘對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
以下將詳細(xì)描述本發(fā)明方法。
與傳統(tǒng)采用單個(gè)倍頻時(shí)鐘的采樣技術(shù)相比，多時(shí)鐘采樣技術(shù)要求的系統(tǒng)工作頻率較低，因?yàn)椴捎脝蝹€(gè)倍頻時(shí)鐘對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)采樣時(shí)，倍頻時(shí)鐘頻率應(yīng)為接收數(shù)據(jù)頻率的N倍(其中N≥4)。因此，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速率較高時(shí)，系統(tǒng)的工作頻率比較高。而本發(fā)明采用多時(shí)鐘采樣方案，在倍頻時(shí)鐘頻率提高2倍的條件下，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠讀寫，提高系統(tǒng)效率，同時(shí)也大大降低系統(tǒng)的成本。
本發(fā)明方法提出的多時(shí)鐘采樣技術(shù)，首先對(duì)接收時(shí)鐘進(jìn)行鎖相、2倍頻以及移相處理，得出兩路2倍頻、相位相差π/2的采樣時(shí)鐘。采用兩路2倍頻時(shí)鐘的上升沿和下降沿，同時(shí)對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，從而得出4路采樣數(shù)據(jù)。通過(guò)特殊的數(shù)據(jù)判決技術(shù)，如通過(guò)幀頭和串行奇偶校驗(yàn)的判決技術(shù)，從4路采樣數(shù)據(jù)中選擇正確的數(shù)據(jù)輸出，在盡可能降低系統(tǒng)工作頻率的前提下，實(shí)現(xiàn)接收數(shù)據(jù)的可靠采樣。
本發(fā)明所述的多時(shí)鐘采樣技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法，其步驟是1、當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)后，鏈路狀態(tài)為初始狀態(tài)(校驗(yàn)錯(cuò)誤狀態(tài))，鏈路選擇為初始默認(rèn)選擇，并輸出該條鏈路數(shù)據(jù)(如第1路采樣數(shù)據(jù))。
2、采用零相移和π/2相移的2倍頻時(shí)鐘的上升沿和下降沿對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)采樣，得到4條鏈路接收數(shù)據(jù)。
3、不斷對(duì)4條鏈路接收數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)判決，循環(huán)判斷4條鏈路的狀態(tài)指示，直到鏈路I的接收數(shù)據(jù)判決正確(4≥I≥1)，則鏈路狀態(tài)為校驗(yàn)正確狀態(tài)，選擇鏈路I數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)。如果4條鏈路接收數(shù)據(jù)沒(méi)有任何一條鏈路判決正確，則返回步驟2，鏈路狀態(tài)保持校驗(yàn)錯(cuò)誤狀態(tài)，輸出鏈路選擇保持不變。
4、當(dāng)鏈路為校驗(yàn)正確狀態(tài)時(shí)，如果當(dāng)前鏈路接收數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，則返回步驟2，鏈路狀態(tài)為校驗(yàn)錯(cuò)誤狀態(tài)，鏈路選擇保持原鏈路；如果當(dāng)前鏈路一直保持校驗(yàn)正確狀態(tài)，則重復(fù)步驟4，鏈路狀態(tài)保持為校驗(yàn)正確狀態(tài)，輸出鏈路選擇保持不變。
圖1給出了理想情況下采用時(shí)鐘上升沿對(duì)接收數(shù)據(jù)采樣的時(shí)序圖。采用與數(shù)據(jù)等周期的時(shí)鐘對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣時(shí)，如果信號(hào)完整性滿足要求，數(shù)據(jù)和時(shí)鐘的抖動(dòng)足夠小，即信號(hào)時(shí)序滿足要求，那么采用時(shí)鐘的上升沿和下降沿或者對(duì)接收時(shí)鐘進(jìn)行延時(shí)對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，必然存在某個(gè)沿采樣的數(shù)據(jù)是可靠的。如圖，采用時(shí)鐘上升沿對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，只要滿足接收器件的建立時(shí)間Tsetup和保持時(shí)間Thold，則可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定采樣。
圖2給出了接收數(shù)據(jù)時(shí)序不滿足系統(tǒng)要求的時(shí)序圖，其中陰影部分分別為時(shí)鐘抖動(dòng)和數(shù)據(jù)抖動(dòng)。在高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，由于通信系統(tǒng)復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，帶來(lái)較大的抖動(dòng)，信號(hào)質(zhì)量惡化，造成無(wú)論采用時(shí)鐘上升沿和下降沿對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，都不能滿足足夠的Tsetup和Thold時(shí)間，Tsetup＜Tmin_setup，Thold＜Tmin_hold，即如果時(shí)鐘抖動(dòng)與數(shù)據(jù)抖動(dòng)之和Tjitter大于采樣時(shí)鐘的半個(gè)周期，則采用與數(shù)據(jù)相同周期的時(shí)鐘對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行采樣，不可能獲得穩(wěn)定的采樣。
圖3給出了采用單個(gè)倍頻時(shí)鐘對(duì)接收數(shù)據(jù)采樣的時(shí)序圖。當(dāng)接收數(shù)據(jù)時(shí)序不滿足系統(tǒng)要求時(shí)，可以采用倍頻時(shí)鐘對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)采樣，即對(duì)于一個(gè)數(shù)據(jù)周期，采用倍頻時(shí)鐘對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行N(N≥4)次過(guò)采樣，并通過(guò)特殊的校驗(yàn)判決技術(shù)如幀頭和串行奇偶校驗(yàn)判決技術(shù)，對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行判決，經(jīng)過(guò)分析，采用一般的CRC校驗(yàn)或者其它校驗(yàn)方案都可以實(shí)現(xiàn)接收數(shù)據(jù)的有效判決，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)選擇，從N路接收數(shù)據(jù)中選擇正確的一路輸出。
圖4給出了本發(fā)明方法的多時(shí)鐘采樣技術(shù)工作流程圖。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)后，鏈路狀態(tài)為校驗(yàn)錯(cuò)誤狀態(tài)，鏈路選擇為初始默認(rèn)選擇。同時(shí)采用零相移和π/2相移的2倍頻時(shí)鐘的上升沿和下降沿對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，得到4條鏈路接收數(shù)據(jù)。不斷對(duì)4條鏈路接收數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)判決，循環(huán)判斷4路鏈路的狀態(tài)指示，直到鏈路I的接收數(shù)據(jù)判決正確(4≥I≥1)，則鏈路狀態(tài)為校驗(yàn)正確狀態(tài)，選擇鏈路I數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)。而如果4條鏈路接收數(shù)據(jù)中，沒(méi)有任何一條鏈路判決正確，則重復(fù)對(duì)4條鏈路進(jìn)行判決，鏈路狀態(tài)保持校驗(yàn)錯(cuò)誤狀態(tài)，輸出鏈路選擇保持不變。當(dāng)鏈路為校驗(yàn)正確狀態(tài)時(shí)，如果當(dāng)前鏈路接收數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，則重新對(duì)4條鏈路進(jìn)行判決，鏈路狀態(tài)為校驗(yàn)錯(cuò)誤狀態(tài)，鏈路選擇保持原鏈路。如果當(dāng)前鏈路一直保持校驗(yàn)正確狀態(tài)，則不斷對(duì)當(dāng)前鏈路進(jìn)行判斷，鏈路狀態(tài)保持為校驗(yàn)正確狀態(tài)，輸出鏈路選擇保持不變。
圖5給出了采用多時(shí)鐘對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)采樣的時(shí)序圖。如上所述，采用單個(gè)倍頻時(shí)鐘的上升沿和下降沿對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸，然而此時(shí)系統(tǒng)實(shí)際工作頻率為數(shù)據(jù)速率的4倍。當(dāng)數(shù)據(jù)速率較高時(shí)，系統(tǒng)的工作頻率較高，不僅增加了系統(tǒng)成本，同時(shí)降低了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。因此，本發(fā)明提出將倍頻時(shí)鐘移相的多時(shí)鐘采樣技術(shù)。如圖5所示，CLK1為接收時(shí)鐘經(jīng)過(guò)PLL鎖相的采樣時(shí)鐘，CLK2為與接收時(shí)鐘相差π/2相位的采樣時(shí)鐘，采用CLK1和CLK2上升沿和下降沿同時(shí)對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，可以實(shí)現(xiàn)接收數(shù)據(jù)的4倍頻過(guò)采樣，從而在盡可能降低系統(tǒng)運(yùn)行頻率的前提下，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的上述針對(duì)具體實(shí)施例的描述過(guò)于具體，不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種基于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)多時(shí)鐘采樣的方法，其包括以下步驟a)當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)后，鏈路狀態(tài)為校驗(yàn)錯(cuò)誤狀態(tài)的初始狀態(tài)，鏈路選擇為初始默認(rèn)選擇，并輸出該條鏈路數(shù)據(jù)；b)采用零相移和π/2相移的2倍頻時(shí)鐘的上升沿和下降沿對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)采樣，得到4條鏈路接收數(shù)據(jù)；c)不斷對(duì)4條鏈路接收數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)判決，循環(huán)判斷4條鏈路的狀態(tài)指示，直到某一鏈路的接收數(shù)據(jù)判決正確，則鏈路狀態(tài)為校驗(yàn)正確狀態(tài)，選擇該鏈路的數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟d)如果4條鏈路接收數(shù)據(jù)沒(méi)有任何一條鏈路判決正確，則返回所述步驟b)，鏈路狀態(tài)保持校驗(yàn)錯(cuò)誤狀態(tài)，輸出鏈路選擇保持不變；e)當(dāng)鏈路為校驗(yàn)正確狀態(tài)時(shí)，如果當(dāng)前鏈路接收數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，則返回所述步驟b)，鏈路狀態(tài)為校驗(yàn)錯(cuò)誤狀態(tài)，鏈路選擇保持原鏈路；如果當(dāng)前鏈路一直保持校驗(yàn)正確狀態(tài)，則重復(fù)所述步驟e)，鏈路狀態(tài)保持為校驗(yàn)正確狀態(tài)，輸出鏈路選擇保持不變。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述校驗(yàn)判決方式采用固定幀頭和串行奇偶檢驗(yàn)技術(shù)，不斷對(duì)4條鏈路接收數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)判決。
全文摘要
本發(fā)明的一種基于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)多時(shí)鐘采樣的方法，其包括以下步驟當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)后，鏈路狀態(tài)為校驗(yàn)錯(cuò)誤狀態(tài)的初始狀態(tài)，鏈路選擇為初始默認(rèn)選擇，并輸出該條鏈路數(shù)據(jù)；采用零相移和π/2相移的2倍頻時(shí)鐘的上升沿和下降沿對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)采樣，得到4條鏈路接收數(shù)據(jù)；不斷對(duì)4條鏈路接收數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)判決，循環(huán)判斷4條鏈路的狀態(tài)指示，直到某一鏈路的接收數(shù)據(jù)判決正確，則鏈路狀態(tài)為校驗(yàn)正確狀態(tài)，選擇該鏈路的數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)。本發(fā)明方法的多時(shí)鐘采樣技術(shù)在系統(tǒng)工作頻率提高2倍的前提下，可以有效克服傳輸速率高、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜帶來(lái)的讀寫時(shí)序緊張問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸，提高系統(tǒng)效率，同時(shí)也大大降低系統(tǒng)的成本。
文檔編號(hào)H04L7/033GK1798017SQ20041007771
公開(kāi)日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2004年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月30日
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