本技術(shù)涉及時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)，尤其涉及一種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、在高速串行數(shù)據(jù)通信中，為了節(jié)省開銷，一般只傳送數(shù)據(jù)信號(hào)而不傳送與數(shù)據(jù)信號(hào)同步的時(shí)鐘信號(hào)，在發(fā)送端將時(shí)鐘嵌入到數(shù)據(jù)中，在接收端使用時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路從接收的數(shù)據(jù)中提取時(shí)鐘。時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路包含鑒相器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器，其接收串行數(shù)據(jù)，根據(jù)接入的低速參考時(shí)鐘倍頻得到和數(shù)據(jù)速率相當(dāng)?shù)臅r(shí)鐘，根據(jù)鑒相器選擇合適的數(shù)據(jù)采樣相位，微調(diào)時(shí)鐘獲得和數(shù)據(jù)鎖定的時(shí)鐘，從而恢復(fù)正確的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)。該功能一般通過(guò)硬核ip的方式放入fpga芯片內(nèi)部的，對(duì)應(yīng)專用的serdes接口且電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，因此會(huì)選用高端芯片實(shí)現(xiàn)功能設(shè)計(jì)，因而會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品成本較高，復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)導(dǎo)致芯片功耗增加。并且由于串行總線中的數(shù)據(jù)傳輸速率較高，時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的設(shè)計(jì)復(fù)雜，導(dǎo)致會(huì)鎖定時(shí)鐘的時(shí)間較長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的在于提供一種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)裝置，能夠迅速鎖定所要恢復(fù)的時(shí)鐘，提高了時(shí)鐘鎖定的效率，減少鎖定時(shí)鐘的時(shí)間。

2、第一方面，本技術(shù)提供了一時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)裝置，該裝置包括：

3、差分轉(zhuǎn)換模塊，用于將待恢復(fù)的串行信號(hào)轉(zhuǎn)換為單比特信號(hào)；

4、延時(shí)模塊，用于對(duì)單比特信號(hào)進(jìn)行多級(jí)延時(shí)處理，得到多路延時(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)；

5、采樣模塊，用于針對(duì)每一路延時(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)采樣，得到一組具有八個(gè)不同采樣相位的采樣數(shù)據(jù)，將獲取的多組采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接得到目標(biāo)采樣數(shù)據(jù)；

6、跳變沿檢測(cè)模塊，用于對(duì)目標(biāo)采樣數(shù)據(jù)執(zhí)行異或操作，基于異或操作的結(jié)果獲取當(dāng)前數(shù)據(jù)跳變相位信息；

7、存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)采樣相位與理想數(shù)據(jù)跳變相位序列之間的映射關(guān)系；

8、相位調(diào)整模塊，用于在存儲(chǔ)模塊中確定本地時(shí)鐘的當(dāng)前采樣相位所對(duì)應(yīng)的理想數(shù)據(jù)跳變相位序列，將當(dāng)前數(shù)據(jù)跳變相位信息按照該理想數(shù)據(jù)跳變相位序列進(jìn)行比特位置調(diào)整，得到調(diào)整后的數(shù)據(jù)跳變相位信息，基于調(diào)整后的數(shù)據(jù)跳變相位信息在相位調(diào)整表中查找采樣相位偏移結(jié)果，基于該采樣相位偏移結(jié)果循環(huán)調(diào)整當(dāng)前采樣相位，以獲取本地時(shí)鐘的最佳采樣相位，其中，相位調(diào)整表中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)跳變相位信息與采樣相位偏移信息的映射關(guān)系；

9、數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)模塊，基于最佳采樣相位，對(duì)目標(biāo)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)，得到恢復(fù)后的數(shù)據(jù)信號(hào)，基于恢復(fù)后的數(shù)據(jù)信號(hào)確定恢復(fù)的時(shí)鐘信號(hào)。

10、進(jìn)一步的，延時(shí)模塊包括八個(gè)級(jí)聯(lián)布置的延遲單元，每個(gè)延遲單元具有相同的輸入到輸出的延遲時(shí)間，八個(gè)延遲單元為第一延遲單元、第二延遲單元、第三延遲單元、第四延遲單元、第五延遲單元、第六延遲單元、第七延遲單元以及第八延遲單元，將單比特信號(hào)依次輸入八個(gè)延遲單元，每一個(gè)延遲單元輸出對(duì)應(yīng)的延時(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)，以獲取八路延時(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)，其中，八路延時(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)具有數(shù)據(jù)內(nèi)容相同但數(shù)據(jù)延時(shí)不同，八路延時(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)延時(shí)以延遲時(shí)間為步長(zhǎng)依次遞增，以待恢復(fù)的串行信號(hào)的一個(gè)數(shù)據(jù)周期的八分之一作為延遲時(shí)間。

11、進(jìn)一步的，采樣模塊包括八個(gè)采樣單元，八個(gè)采樣單元為第一采樣單元、第二采樣單元、第三采樣單元、第四采樣單元、第五采樣單元、第六采樣單元、第七采樣單元以及第八采樣單元，其中，第一采樣單元與第一延遲單元連接，第二采樣單元與第二延遲單元連接，第三采樣單元與第三延遲單元連接，第四采樣單元與第四延遲單元連接，第五采樣單元與第五延遲單元連接，第六采樣單元與第六延遲單元連接，第七采樣單元與第七延遲單元連接，第八采樣單元與第八延遲單元連接，設(shè)置第一采樣單元的采樣相位對(duì)應(yīng)為第一個(gè)采樣相位，設(shè)置第二采樣單元的采樣相位對(duì)應(yīng)為第二個(gè)采樣相位，設(shè)置第三采樣單元的采樣相位對(duì)應(yīng)為第三個(gè)采樣相位，設(shè)置第四采樣單元的采樣相位對(duì)應(yīng)為第四個(gè)采樣相位，設(shè)置第五采樣單元的采樣相位對(duì)應(yīng)為第五個(gè)采樣相位，設(shè)置第六采樣單元的采樣相位對(duì)應(yīng)為第六個(gè)采樣相位，設(shè)置第七采樣單元的采樣相位對(duì)應(yīng)為第七個(gè)采樣相位，設(shè)置第八采樣單元的采樣相位對(duì)應(yīng)為第八個(gè)采樣相位，其中，

12、基于每一拍采樣時(shí)鐘，分別對(duì)八個(gè)采樣單元所輸入的八路延時(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)采樣，得到一組具有八個(gè)不同采樣相位的八比特采樣數(shù)據(jù)；

13、基于連續(xù)八拍采樣時(shí)鐘，對(duì)連續(xù)八個(gè)八路延時(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行采樣，得到八組八比特采樣數(shù)據(jù)，將八組八比特采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接得到64比特的目標(biāo)采樣數(shù)據(jù)，其中，所八個(gè)八路延時(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)基于連續(xù)輸入延時(shí)模塊的八個(gè)單比特信號(hào)獲取。

14、進(jìn)一步的，跳變沿檢測(cè)模塊具體用于：

15、將目標(biāo)采樣數(shù)據(jù)中的每個(gè)比特位分別與相鄰的比特位進(jìn)行異或操作，獲取64比特的第一數(shù)據(jù)跳變信息；

16、將64比特的第一數(shù)據(jù)跳變信息以八比特?cái)?shù)據(jù)為一組劃分為八組，得到八組第二數(shù)據(jù)跳變信息，對(duì)八組第二數(shù)據(jù)跳變信息中的各個(gè)相同比特位進(jìn)行異或操作，得到八比特的當(dāng)前數(shù)據(jù)跳變相位信息，其中，八比特的當(dāng)前數(shù)據(jù)跳變相位信息的比特位順序從最高位到最低位依次為bit7~bit0。

17、進(jìn)一步的，設(shè)置第一個(gè)采樣相位用0表示，第二個(gè)采樣相位用1表示，第三個(gè)采樣相位用2表示，第四個(gè)采樣相位用3表示，第五個(gè)采樣相位用4表示，第六個(gè)采樣相位用5表示，第七個(gè)采樣相位用6表示，第八個(gè)采樣相位用7表示；

18、存儲(chǔ)模塊具體用于：

19、若采樣相位為0，對(duì)應(yīng)的理想數(shù)據(jù)跳變相位序列4?3?2?1?0?7?6?5；

20、若采樣相位為1，對(duì)應(yīng)的理想數(shù)據(jù)跳變相位序列5?4?3?2?1?0?7?6；

21、若采樣相位為2，對(duì)應(yīng)的理想數(shù)據(jù)跳變相位序列6?5?4?3?2?1?0?7；

22、若采樣相位為3，對(duì)應(yīng)的理想數(shù)據(jù)跳變相位序列7?6?5?4?3?2?1?0；

23、若采樣相位為4，對(duì)應(yīng)的理想數(shù)據(jù)跳變相位序列7?6?5?4?3?2?1?0；

24、若采樣相位為5，對(duì)應(yīng)的理想數(shù)據(jù)跳變相位序列1?0?7?6?5?4?3?2；

25、若采樣相位為6，對(duì)應(yīng)的理想數(shù)據(jù)跳變相位序列2?1?0?7?6?5?4?3；

26、若采樣相位為7，對(duì)應(yīng)的理想數(shù)據(jù)跳變相位序列3?2?1?0?7?6?5?4。

27、進(jìn)一步的，相位調(diào)整模塊具體用于：

28、基于本地時(shí)鐘的當(dāng)前采樣相位，在所述存儲(chǔ)模塊中確定當(dāng)前采樣相位所對(duì)應(yīng)的理想數(shù)據(jù)跳變相位序列，基于比特位和采樣相位的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將當(dāng)前數(shù)據(jù)跳變相位信息按照該理想數(shù)據(jù)跳變相位序列進(jìn)行比特位置序列調(diào)整，基于調(diào)整后的比特位置序列得到調(diào)整后的八比特?cái)?shù)據(jù)跳變相位值，其中，比特位和采樣相位的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：比特位7對(duì)應(yīng)采樣相位7，比特位6對(duì)應(yīng)采樣相位6，比特位5對(duì)應(yīng)采樣相位5，比特位4對(duì)應(yīng)為采樣相位4，比特位3對(duì)應(yīng)為采樣相位3，比特位2對(duì)應(yīng)為采樣相位2，比特位1對(duì)應(yīng)為采樣相位1，比特位0對(duì)應(yīng)為采樣相位0。

29、進(jìn)一步的，相位調(diào)整模塊具體用于：

30、在相位調(diào)整表中查找與調(diào)整后的八比特?cái)?shù)據(jù)跳變相位值一致的數(shù)據(jù)跳變相位信息，并確定該數(shù)據(jù)跳變相位信息所對(duì)應(yīng)的采樣相位偏移信息，若采樣相位偏移信息為采樣相位不變，則當(dāng)前采樣相位為最佳采樣相位，若采樣相位偏移信息為采樣相位加一或采樣相位減一，執(zhí)行采樣相位調(diào)整操作，其中，采樣相位調(diào)整操作為：

31、若采樣相位偏移信息為采樣相位加一/減一，將當(dāng)前采樣相位加一/減一，基于加一/減一后的采樣相位，在存儲(chǔ)模塊中確定對(duì)應(yīng)的理想數(shù)據(jù)跳變相位序列，基于比特位和采樣相位的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將當(dāng)前數(shù)據(jù)跳變相位信息按照該理想數(shù)據(jù)跳變相位序列進(jìn)行比特位置序列調(diào)整，基于調(diào)整后的比特位置序列得到調(diào)整后的八比特?cái)?shù)據(jù)跳變相位值，在相位調(diào)整表中查找與調(diào)整后的八比特?cái)?shù)據(jù)跳變相位值一致的數(shù)據(jù)跳變相位信息，并確定該數(shù)據(jù)跳變相位信息所對(duì)應(yīng)的采樣相位偏移信息，若采樣相位偏移信息為采樣相位不變，加一/減一后的采樣相位為最佳采樣相位，否則重復(fù)執(zhí)行采樣相位調(diào)整操作，直至獲取的采樣相位偏移信息為采樣相位不變，該次調(diào)整后的采樣相位為最佳采樣相位。

32、進(jìn)一步的，數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)模塊具體用于：

33、針對(duì)目標(biāo)采樣數(shù)據(jù)中每一組八比特采樣數(shù)據(jù)，確定最佳采樣相位所對(duì)應(yīng)的比特值為恢復(fù)出的比特?cái)?shù)據(jù)，并基于每一拍工作時(shí)鐘將確定的八個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)輸出，得到恢復(fù)后的八比特?cái)?shù)據(jù)；

34、對(duì)恢復(fù)后的八比特?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)數(shù)累加，當(dāng)累加到10比特?cái)?shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘，該時(shí)鐘為恢復(fù)的時(shí)鐘信號(hào)。

35、第二方面，本技術(shù)提供了一種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)方法，該方法包括：

36、將待恢復(fù)的串行信號(hào)轉(zhuǎn)換為單比特信號(hào)；

37、對(duì)單比特信號(hào)進(jìn)行多級(jí)延時(shí)處理，得到多路延時(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)；

38、針對(duì)每一路延時(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)采樣，得到一組具有八個(gè)不同采樣相位的采樣數(shù)據(jù)，將獲取的多組采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接得到目標(biāo)采樣數(shù)據(jù)；

39、對(duì)目標(biāo)采樣數(shù)據(jù)執(zhí)行異或操作，基于異或操作的結(jié)果獲取當(dāng)前數(shù)據(jù)跳變相位信息；

40、預(yù)先存儲(chǔ)采樣相位與理想數(shù)據(jù)跳變相位序列之間的映射關(guān)，基于本地時(shí)鐘的當(dāng)前采樣相位，基于所述當(dāng)前采樣相位所對(duì)應(yīng)的理想數(shù)據(jù)跳變相位序列，將當(dāng)前數(shù)據(jù)跳變相位信息按照該理想數(shù)據(jù)跳變相位序列進(jìn)行比特位置調(diào)整，得到調(diào)整后的數(shù)據(jù)跳變相位信息，基于調(diào)整后的數(shù)據(jù)跳變相位信息在相位調(diào)整表中查找采樣相位偏移結(jié)果，基于該采樣相位偏移結(jié)果循環(huán)調(diào)整當(dāng)前采樣相位，以獲取本地時(shí)鐘的最佳采樣相位，其中，相位調(diào)整表中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)跳變相位信息與采樣相位偏移信息的映射關(guān)系；

41、基于最佳采樣相位，對(duì)目標(biāo)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)，得到恢復(fù)后的數(shù)據(jù)信號(hào)，基于恢復(fù)后的數(shù)據(jù)信號(hào)確定恢復(fù)的時(shí)鐘信號(hào)。

42、第三方面，本技術(shù)提供了一種通信設(shè)備，包括如上所述的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)裝置。

43、本技術(shù)根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)跳變相位信息和當(dāng)前采樣相位，確定理想數(shù)據(jù)跳變相位序列，從而通過(guò)相位調(diào)整表查找對(duì)應(yīng)的采樣相位偏移結(jié)果，并對(duì)采樣相位進(jìn)行循環(huán)調(diào)整，使采樣相位逐漸逼近數(shù)據(jù)中心，以獲取本地時(shí)鐘的最佳采樣相位，進(jìn)而能夠快速恢復(fù)出串行數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)，能夠減少了模擬電路時(shí)鐘鎖定相位鎖定的時(shí)間需求，可以快速收斂時(shí)鐘鎖定時(shí)間，提高了時(shí)鐘鎖定的效率，可以用于對(duì)鎖定時(shí)間有要求、需要快速開關(guān)接口的應(yīng)用場(chǎng)景，并且不再局限于高速接口電路，降低了芯片工作功耗，降低了芯片設(shè)計(jì)制造的成本。