專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)抖動(dòng)地恢復(fù)客戶(hù)機(jī)時(shí)鐘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎖相環(huán)("PLL")系統(tǒng)，尤其涉及去除在合成PLL系統(tǒng)中某些 時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)程中PLL輸出中的抖動(dòng)。發(fā)明背景數(shù)字通信系統(tǒng)現(xiàn)在非常普遍，用于為通過(guò)包括發(fā)射機(jī)/接收機(jī)鏈路或節(jié)點(diǎn)中的 一個(gè)或多個(gè)的網(wǎng)絡(luò)從源發(fā)送到客戶(hù)機(jī)的諸多數(shù)據(jù)類(lèi)型提供數(shù)據(jù)通道。為了在客戶(hù)機(jī) 端準(zhǔn)確重建所發(fā)送的數(shù)據(jù)，需要再現(xiàn)客戶(hù)機(jī)信號(hào)時(shí)鐘；在傳輸鏈路的源端提供給網(wǎng) 絡(luò)的原始數(shù)據(jù)時(shí)鐘。以這種方式，基于時(shí)間的數(shù)據(jù)將在該客戶(hù)機(jī)端得以保持。例如， 如果語(yǔ)音服務(wù)被發(fā)送，可使用提取的客戶(hù)機(jī)信號(hào)時(shí)鐘以基于時(shí)間的內(nèi)聚方式將該信 號(hào)接合在一起以使得在客戶(hù)機(jī)端不發(fā)生信號(hào)丟失。在接收客戶(hù)機(jī)端利用提取的客戶(hù) 機(jī)信號(hào)時(shí)鐘的其它發(fā)送的數(shù)據(jù)類(lèi)型形式包括但并不限于，壓縮語(yǔ)音技術(shù)、傳真?zhèn)鬏敗?數(shù)字視頻傳輸、以及其它基于服務(wù)質(zhì)量的數(shù)據(jù)類(lèi)型。在現(xiàn)有技術(shù)中，鎖相環(huán)("PLL")系統(tǒng)被用來(lái)提取所需的客戶(hù)機(jī)信號(hào)時(shí)鐘。 轉(zhuǎn)到

圖1，示出了常規(guī)PLL系統(tǒng)100。 PLL系統(tǒng)100的用途在于提供與輸入?yún)⒖紩r(shí) 鐘頻率110成比例的輸出時(shí)鐘頻率160。隨著輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘頻率110的變化，PLL 100將跟蹤該變化從而使輸出時(shí)鐘頻率160與該輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘110成比例地變化。二階常規(guī)PLL系統(tǒng)包括相位檢測(cè)器120、環(huán)路濾波器130以及壓控振蕩器140 ("VCO" ) 。 VCO 140的輸出f。ut向相位頻率檢測(cè)器120或作為PLL系統(tǒng)的部 分的比較器提供反饋，并通過(guò)檢相器120與輸入?yún)⒖夹盘?hào)frefll0相比較，產(chǎn)生誤 差信號(hào)。該誤差信號(hào)表示f。ut和fW這兩個(gè)信號(hào)之間的相位或頻率差異。該誤差信號(hào)隨后通過(guò)+f，或-fve。這兩個(gè)信號(hào)中的一個(gè)被饋送給環(huán)路濾波器130。例如，如果 輸出信號(hào)f。ut的比例頻率落后于該輸入?yún)⒖夹盘?hào)fref，則誤差信號(hào)+fve。被提供給VCO 140以命令VCO 140增大f。ut的輸出頻率以跟蹤該輸入?yún)⒖夹盘?hào)fref或關(guān)于其成比例地變化。環(huán)路濾波器130是過(guò)濾掉較高頻率并在其輸出處向VCO 140提供頻率控制信號(hào)的低通濾波器。在許多應(yīng)用中，并不希望輸入?yún)⒖夹盘?hào)fref和輸出信號(hào)f。ut在相同頻率上，因 此信號(hào)經(jīng)過(guò)了縮放。如所示出的，反饋信號(hào)f。ut按因子M150比例縮放，而輸入?yún)?考信號(hào)fief按因子W 115比例縮放。這導(dǎo)致輸出信號(hào)f。ut與輸入信號(hào)f^之間的以下 關(guān)系/。w = ( 1 )常規(guī)PLL系統(tǒng)中使用以上關(guān)系(1)抽取末端客戶(hù)機(jī)信號(hào)時(shí)鐘的問(wèn)題在于它們易受到輸入?yún)⒖夹盘?hào)fref巨大變化的影響。這里所述的常規(guī)PLL對(duì)參考信號(hào)fw的突變較為敏感，從而產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致末端客戶(hù)機(jī)接收機(jī)漏失比特(slip bit)的過(guò)度頻率和相位變化。這種快速變化不能被完全過(guò)濾掉從而在輸出信號(hào)f。ut上產(chǎn)生抖動(dòng)或漂 移。在嚴(yán)重時(shí)，這種抖動(dòng)或漂移會(huì)導(dǎo)致末端接收機(jī)失去對(duì)該客戶(hù)機(jī)信號(hào)的鎖定，從而導(dǎo)致信號(hào)丟失，例如這在語(yǔ)音服務(wù)的中間可聽(tīng)喀噠(audible click)上比較明顯。在一定情況下，遞送特定類(lèi)型的有效載荷，可以使用有效載荷數(shù)字包封的調(diào)整計(jì)數(shù)("JC")來(lái)糾正過(guò)度的頻率和相位變化。例如AMCC或G.709規(guī)范將JC 值約束為+/-1，因?yàn)檫@些系統(tǒng)僅支持+Z-lJC。這不會(huì)導(dǎo)致不理想的抖動(dòng)問(wèn)題。在客 戶(hù)機(jī)接收末端節(jié)點(diǎn)，JC值所表示的正負(fù)一個(gè)時(shí)鐘可被內(nèi)插在整個(gè)幀上。由于數(shù)據(jù) 的每一幀是數(shù)千字節(jié)的長(zhǎng)度，所以PLL系統(tǒng)在整個(gè)幀上一個(gè)時(shí)鐘周期的頻移將產(chǎn) 生最小的抖動(dòng)。然而，上述方案的一個(gè)問(wèn)題在于所得到的該系統(tǒng)在使用上是受限的，即能夠 足以發(fā)送某些配制的有效載荷，例如在JC為+/-1的情形，但不適于傳輸其它有效 載荷。此外，上述方案對(duì)較新網(wǎng)絡(luò)配置提供了很小的升級(jí)性，這些配置依賴(lài)于可能 要求調(diào)整計(jì)數(shù)值在三十幾或更高的新數(shù)據(jù)幀格式。發(fā)明概要本發(fā)明提供了用于恢復(fù)客戶(hù)機(jī)信號(hào)時(shí)鐘的系統(tǒng)、裝置、和方法。本發(fā)明能夠 通過(guò)在PLL系統(tǒng)的反饋中提供移相元件以補(bǔ)償輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘的突變來(lái)更加有效地 去除時(shí)鐘信號(hào)內(nèi)的抖動(dòng)。由于獨(dú)立于相應(yīng)調(diào)整計(jì)數(shù)量來(lái)提取客戶(hù)機(jī)時(shí)鐘信號(hào)，所以 該P(yáng)LL系統(tǒng)提供了靈活的時(shí)鐘恢復(fù)從而使其能夠適應(yīng)各種有效載荷類(lèi)型。在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，從作為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流的部分的數(shù)字包封恢復(fù)客戶(hù)機(jī) 信號(hào)時(shí)鐘。在接收調(diào)整計(jì)數(shù)和緩沖器深度的PLL的反饋內(nèi)提供移相元件以補(bǔ)償輸 入該P(yáng)LL的輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘的突變。該調(diào)整計(jì)數(shù)被用來(lái)生成可被施加到該數(shù)字包封的載波頻率從而恢復(fù)與該包封相關(guān)聯(lián)的客戶(hù)機(jī)信號(hào)時(shí)鐘的頻率偏移。具體而言，輸 入?yún)⒖紩r(shí)鐘的突變會(huì)阻止PLL的準(zhǔn)確時(shí)鐘恢復(fù)；然而，該頻率偏移的施加被用來(lái) 補(bǔ)償這些突變并允許更加準(zhǔn)確的時(shí)鐘恢復(fù)。在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例中，在信號(hào)末端節(jié)點(diǎn)以與所接收到的該數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的 調(diào)整計(jì)數(shù)值無(wú)關(guān)的方式從作為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流的部分的數(shù)字包封恢復(fù)客戶(hù)機(jī)信號(hào)時(shí)鐘。 因此，客戶(hù)機(jī)信號(hào)時(shí)鐘的質(zhì)量與該調(diào)整計(jì)數(shù)的值無(wú)關(guān)。根據(jù)附圖以及以下具體描述，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見(jiàn)的。附圖簡(jiǎn)述將參照其示例在附圖中示出的本發(fā)明的實(shí)施例。這些附圖旨在為說(shuō)明性的， 而非限制性的。雖然本發(fā)明是在這些實(shí)施例的上下文中概述的，應(yīng)該理解的是，這 無(wú)意將本發(fā)明的范圍限制到這些特定實(shí)施例。圖l示出了二階鎖相環(huán)系統(tǒng)。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的具有移相器的鎖相環(huán)。 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的移相器系統(tǒng)。優(yōu)選實(shí)施例的具體描述本發(fā)明提供了一種用于恢復(fù)客戶(hù)機(jī)信號(hào)時(shí)鐘的系統(tǒng)、裝置、和方法。本發(fā)明 能夠通過(guò)在PLL系統(tǒng)的反饋中提供移相元件以補(bǔ)償輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘的突變來(lái)更加有 效地去除時(shí)鐘信號(hào)內(nèi)的抖動(dòng)。由于獨(dú)立于相應(yīng)調(diào)整計(jì)數(shù)量來(lái)提取客戶(hù)機(jī)時(shí)鐘信號(hào)， 所以該P(yáng)LL系統(tǒng)提供了靈活的時(shí)鐘恢復(fù)從而使其能夠適應(yīng)各種有效載荷類(lèi)型。出于解釋目的對(duì)以下描述進(jìn)行闡述從而提供對(duì)本發(fā)明的理解。然而，本領(lǐng)域 的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，其部分在以下被描述的本發(fā)明的實(shí)施例可被結(jié)合到許多不同 的計(jì)算系統(tǒng)和設(shè)備中。本發(fā)明的各實(shí)施例可以呈現(xiàn)為硬件、軟件或固件。以下在框 圖中示出的結(jié)構(gòu)和設(shè)備是對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的說(shuō)明，并意在避免使本發(fā)明含 糊不清。此外，附圖中各組件之間的連接無(wú)意被限于直接連接。而是可通過(guò)中間組 件來(lái)修改、重新格式化、或改變這些組件之間的數(shù)據(jù)。說(shuō)明書(shū)中對(duì)"一個(gè)實(shí)施例"、"在一個(gè)實(shí)施例中"或"一實(shí)施例"等表示結(jié) 合該實(shí)施例描述的一特定特征、結(jié)構(gòu)、特性或功能被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施 例中。在本說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)位置出現(xiàn)短語(yǔ)"在一個(gè)實(shí)施例中"并不一定全部都指一相同實(shí)施例。 概覽從末端節(jié)點(diǎn)的光鏈路，客戶(hù)機(jī)數(shù)據(jù)的數(shù)字包封在給定載波頻率fea:Tb上被接收。 與該客戶(hù)機(jī)信號(hào)相關(guān)聯(lián)的定時(shí)信息可通過(guò)對(duì)載波頻率進(jìn)行縮放并隨后減去與調(diào)整 計(jì)數(shù)或JC相關(guān)聯(lián)的那部分來(lái)從該數(shù)字包封提取。該思想在數(shù)學(xué)上可被表示如下-(2)其中，/，,^是客戶(hù)機(jī)信號(hào)的頻率；是從數(shù)字包封提取的載波頻率； 《，是數(shù)據(jù)幀內(nèi)的字節(jié)數(shù)； a,是該數(shù)據(jù)幀內(nèi)的其它字節(jié)數(shù)；以及 JC,是平均調(diào)整計(jì)數(shù)。式(2)中的其它字節(jié)(0A，)包括開(kāi)銷(xiāo)(OH)、前向糾錯(cuò)(FEC)信息和用以創(chuàng)建所需的幀大小的幀填充或者也被稱(chēng)為填料字節(jié)。關(guān)于在此所述的該數(shù)字包封 幀結(jié)構(gòu)的更詳細(xì)的信息，參見(jiàn)提交于2003年11月18日、題為"Optical Transmission Network with Asynchronous Mapping and Demapping and Digital Wrapper Frame for theSame(使用異步映射和去映射的光學(xué)傳輸網(wǎng)絡(luò)以及用于該網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字包封幀)" 的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)10/715,947，以及提交于2005年6月16日、題為"Universal Digital Framer Architecture for Transport of Client Signals of Any Client Payload and Format Type (用于傳輸任意客戶(hù)機(jī)有效載荷和格式類(lèi)型的客戶(hù)機(jī)信號(hào)的通用數(shù)字成幀器 架構(gòu))"的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)11/154,455，這兩者都通過(guò)援引被包括于此。由于載波頻率、幀字節(jié)和其它字節(jié)是常量，所以該等式可被重寫(xiě)如下<formula>formula see original document page 8</formula>由此從上式(3)可以看出，客戶(hù)機(jī)或有效載荷頻率由兩項(xiàng)的差來(lái)表示，第一 項(xiàng)等于按與存在的OH/FEC/填料字節(jié)的量和該幀中總字節(jié)數(shù)相關(guān)的因子縮放的載 波頻率。第二項(xiàng)是與該幀的JC相關(guān)聯(lián)的載波頻率的那部分并且表示為了恢復(fù)原始 客戶(hù)機(jī)或有效載荷頻率必須存在的相移量。上式中的第一項(xiàng)提供了對(duì)載波頻率的粗 略調(diào)節(jié)以達(dá)到接近所需有效載荷頻率的值，而第二項(xiàng)提供了對(duì)粗略時(shí)鐘的精細(xì)調(diào)節(jié) 以獲得客戶(hù)機(jī)或有效載荷時(shí)鐘頻率的真實(shí)值。在常規(guī)的PPL系統(tǒng)上添加移相器以將其施加在系統(tǒng)輸出Vout上并由PLL縮放載波頻率同時(shí)移相器考慮該幀的JC因素，上式可通過(guò)使用這樣的常規(guī)PLL系統(tǒng) 來(lái)實(shí)施。然而，所恢復(fù)的時(shí)鐘會(huì)由于該移相器而可能具有較高的抖動(dòng)發(fā)生率，所以 這種系統(tǒng)并不理想。根據(jù)本發(fā)明，該移相器被操作地放置于常規(guī)PLL電路的反饋回路中以從數(shù)字 包封幀恢復(fù)該客戶(hù)機(jī)信號(hào)時(shí)鐘，同時(shí)消除與移相器本身相關(guān)聯(lián)的抖動(dòng)。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2,將更加具體地討論根據(jù)本發(fā)明的新的PLL系統(tǒng)200。如圖所示， 移相器260被插入在PLL系統(tǒng)200的反饋回路中。如所討論的，被恢復(fù)的客戶(hù)機(jī) 時(shí)鐘根據(jù)調(diào)整計(jì)數(shù)信息280被移相以表示在該數(shù)字包封內(nèi)傳輸?shù)挠行лd荷的時(shí)鐘 速率。在該配置中，移相器輸出被饋送到該P(yáng)LL的檢相器，所以PLL起到抖動(dòng)濾 波器的作用從而在客戶(hù)機(jī)信號(hào)時(shí)鐘中僅產(chǎn)生非常小的抖動(dòng)。如上所述，該P(yáng)LL鎖定到載波頻率的縮放因子上。雖然該縮放因子是作為己 知或常量、或者可編程來(lái)討論的，但應(yīng)該注意的是這些值可通過(guò)各種控制體而不時(shí) 地改變以支持新的幀定義。例如，填料字節(jié)可適當(dāng)?shù)卦黾踊驕p少以應(yīng)付新的幀大小 限制。因此，根據(jù)本發(fā)明，圖2的PLL系統(tǒng)200處理載波頻率與客戶(hù)機(jī)信號(hào)頻率 之間的頻率轉(zhuǎn)換，并過(guò)濾或抑制移相器260所生成的抖動(dòng)。為了充分抑制抖動(dòng)， PLL系統(tǒng)200應(yīng)具有非常低的環(huán)路帶寬和非常低的由PLL本身產(chǎn)生的抖動(dòng)。JC的每個(gè)增大或減小根據(jù)移相器260的分辨率與一定數(shù)目的相移事件相關(guān) 聯(lián)。如圖2中所示，JC被JC濾波器270過(guò)濾從而使幀與幀之間的JC 280的波動(dòng) 被平均。幀與幀之間的相移事件的數(shù)目被低通地過(guò)濾。相移節(jié)拍(phase shift tick) 生成器265隨后將相移事件均勻地分布在每個(gè)幀內(nèi)，從而使可能導(dǎo)致輸出f。ut255 抖動(dòng)或漂移的任何突發(fā)相移事件最小化。這兩個(gè)塊被用來(lái)使得移相盡可能的平滑從 而使通過(guò)PLL 200的殘余抖動(dòng)最小化。在優(yōu)選實(shí)施例中，移相器260自身是正交移相器，它利用內(nèi)90度移相器生成 同相時(shí)鐘(r時(shí)鐘)和正交相位時(shí)鐘(Q時(shí)鐘)。優(yōu)選地，移相器260包括12位 數(shù)模(DAC)轉(zhuǎn)換器，提供小于1/1024或時(shí)鐘周期的最小相位階躍，雖然可使用 滿(mǎn)足在此所討論的要求的任何合適的DAC分辨率。例如，如果該時(shí)鐘頻率是155 MHz，則得到的12位DAC的最小相移階躍將在6 ps左右。在任何速率下，該相 移階躍都應(yīng)相對(duì)于主PLL的穩(wěn)定操作足夠小，從而不會(huì)有過(guò)度抖動(dòng)或漂移。雖然該移相器260被描述為正交移相器，但只要相移階躍足夠小以使抖動(dòng)最 小化，可利用任何合適的移相器。例如，基于PLL的移相器通常能夠生成1/16或 1/32個(gè)時(shí)鐘周期的相位階躍。如果該時(shí)鐘頻率是155 MHz，則得到的最小相位階躍將在200 ps左右。該相位階躍對(duì)于主PLL系統(tǒng)可能會(huì)太大以致不能處理抖動(dòng)。 如果工作頻率足夠高從而使得能夠最小化抖動(dòng)，則基于PLL的移相器將是可接受 的。如上所討論的，JC值被平均。調(diào)整計(jì)數(shù)濾波器270被用于平均或平滑掉幀與 幀之間JC的波動(dòng)。JC濾波器270在內(nèi)部累計(jì)《個(gè)不同幀的JC信息280，其被定 義為"超幀"的JC。例如，在幀速率為21.26 kHz時(shí)，提供了約47.04 ps的幀周期， 超幀時(shí)間周期被定義為47.04*^^。前丄個(gè)超幀的累加被用于確定該超幀周期所需的相移事件的總數(shù)。超幀大小《應(yīng)被選為使得超幀周期至少長(zhǎng)于主PLL系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)。平均時(shí) 所使用的超幀的數(shù)目Z應(yīng)等于將使時(shí)鐘偏移等于每幀數(shù)據(jù)兩個(gè)字節(jié)的有效載荷數(shù) 據(jù)的量的相移階躍的數(shù)目。例如，如果PLL環(huán)路帶寬是50Hz左右，則超幀大小《 應(yīng)至少為512。為了保持相位階躍接近6ps，相位階躍數(shù)目L必須至少為1024。使 丄甚至大于1024是優(yōu)選的。雖然在使用調(diào)整值來(lái)確定和提供對(duì)主PLL輸出的相移以恢復(fù)客戶(hù)機(jī)時(shí)鐘信號(hào) 方面公開(kāi)了本發(fā)明，但在該確定中也可包括其它幀信息。以這種方式，數(shù)字包封獲 取系統(tǒng)可對(duì)其"總體系統(tǒng)健康"作出反應(yīng)并操縱移相器在PLL 200的輸出f。ut255 上工作的速率。例如，在某些情況下，漂移可能會(huì)在系統(tǒng)中積聚，并最終必須被去 映射成幀器FIFO (未示出)所吸收。為了消除與FIFO上溢或下溢狀況相關(guān)聯(lián)的 差錯(cuò)，F(xiàn)IFO深度信息275可如圖所示地被施加用作調(diào)整計(jì)數(shù)濾波器的輸入。以這 種方式，如果FIFO深度275在可編程或所需工作范圍之外，可加速移相以使FIFO 深度275落在工作范圍之內(nèi)?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，更加具體地描述了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的移相器系統(tǒng)300。 圖3描繪了該移相器的系統(tǒng)功能框圖，其包括對(duì)兩個(gè)輸入信號(hào)的接口及相關(guān)聯(lián)的重 新映射電子器件、多路復(fù)用器325、數(shù)控振蕩器("NCO" ) 335以及IQ調(diào)制器 340。如上所討論的，正交移相器獲取來(lái)自主PLL的輸出并根據(jù)正交的余弦和正弦 輸入來(lái)對(duì)該信號(hào)進(jìn)行移相，并將得到的信號(hào)饋送回所示的PLL的相位頻率檢測(cè)器 或比較器。這兩個(gè)輸入信號(hào)中第一信號(hào)的源是得自集成電路(IC) 310并基于載波頻率和 作為數(shù)字包封的一部分的當(dāng)前幀的JC計(jì)數(shù)。為了標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)內(nèi)的時(shí)鐘域，該信號(hào) 被JC重新映射器315重新映射為一新的JC值JCnew，并被饋送到多路復(fù)用器325。 取決于系統(tǒng)的具體時(shí)鐘配置要求，這種標(biāo)準(zhǔn)化可能是不需要的。JCn^表示被施加到PLL輸出以恢復(fù)客戶(hù)機(jī)時(shí)鐘的相移量。這兩個(gè)信號(hào)中的第二信號(hào)的源是板上參考時(shí)鐘305，它隨后被使用REF重新 映射器320重新映射為一新的參考信號(hào)Refnew，該參考信號(hào)與以上剛討論的新映射 的JC信號(hào)在特性上相近但不一定精確相同，并隨后作為第二輸入被饋送至多路復(fù) 用器325。多路復(fù)用器325隨后被用于選擇這兩個(gè)信號(hào)中的一個(gè)以遞送至數(shù)字濾波 器330，該數(shù)字濾波器的輸出控制NCO 335正弦輸出，并最終由該正弦輸出來(lái)控 制IQ調(diào)制器340。在正常工作中，信號(hào)通過(guò)多路復(fù)用器325被切換至數(shù)字濾波器330。如上所述，經(jīng)過(guò)重新映射的JCnew值被饋送至起消除抖動(dòng)和漂移的移動(dòng)平均濾波器作用的數(shù)字濾波器330，從而產(chǎn)生隨后被用來(lái)驅(qū)動(dòng)NCO 335的平均JC值JCaverage。更具體地， JC證age信號(hào)被饋送至NCO 335，隨后由NCO 335向IQ調(diào)制器340輸出正弦信號(hào) 以實(shí)現(xiàn)所需相移。即，NCO輸出的頻率將按NCO輸出頻率對(duì)輸入時(shí)鐘f。ut進(jìn)行偏移。因此，調(diào)整計(jì)數(shù)被用來(lái)計(jì)算偏移頻率而移相器旋轉(zhuǎn)f。ut時(shí)鐘信號(hào)以獲得對(duì)應(yīng)于該偏移頻率的頻移。該信號(hào)隨后被反饋至將VCO輸出驅(qū)往所需客戶(hù)機(jī)信號(hào)時(shí)鐘頻 率的相位頻率檢測(cè)器。然而，如果出于某些原因使得由于提供JCn^的源的集成電路310所用的一個(gè) 或多個(gè)參數(shù)的退化而不能準(zhǔn)確地產(chǎn)生JQ^信號(hào)，或者發(fā)生了當(dāng)前數(shù)據(jù)幀的同步失 敗，則該系統(tǒng)可將多路復(fù)用器輸入切換至參考信號(hào)Refnew，從而允許系統(tǒng)繼續(xù)獲取 數(shù)據(jù)并同時(shí)對(duì)JQ^計(jì)算作出反應(yīng)和進(jìn)行糾正。應(yīng)當(dāng)注意的是該參考信號(hào)Ref是在 數(shù)字包封獲取系統(tǒng)中導(dǎo)出的，因此是一直現(xiàn)存的并能夠在任何需要的時(shí)候代替JCnew。由于該參考信號(hào)處于備用模式并且只在JCnew信號(hào)不可得時(shí)使用，所以該參考信號(hào)可被表示為JCstandby。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，雖然在于PLL的反饋回路中利用移相 元件方面描述了本發(fā)明，但也可采用執(zhí)行與該移相元件具有相同的最終結(jié)果的其它 合適的元件。例如，可在PLL的反饋回路內(nèi)操作地放置一可調(diào)信號(hào)發(fā)生器，該可 編程發(fā)生器向相位頻率檢測(cè)器提供表示所需頻率偏移的輸出，該頻率偏移也是由在 此所述的幀的JC所表示的，從而在PLL的輸出處得到客戶(hù)機(jī)信號(hào)時(shí)鐘。在又一實(shí)施例中，為JC平均部分、即等式的變量部分的以上導(dǎo)出的所需的頻 率偏移可被提供給可變頻率發(fā)生器，由其根據(jù)該偏移部分加作為等式的常數(shù)部分的 其它字節(jié)部分來(lái)直接生成客戶(hù)機(jī)信號(hào)以直接產(chǎn)生客戶(hù)機(jī)信號(hào)頻率。與本申請(qǐng)中先前 討論的原理性實(shí)施例相比，該實(shí)施例將顯著減少準(zhǔn)確重建客戶(hù)機(jī)時(shí)鐘信號(hào)所需的電路量。無(wú)抖動(dòng)地恢復(fù)客戶(hù)機(jī)時(shí)鐘的該方法是下一代實(shí)現(xiàn)。出于簡(jiǎn)明和理解的目的對(duì)本發(fā)明的以上描述進(jìn)行了說(shuō)明。它無(wú)意將本發(fā)明限 制在所公開(kāi)的具體形式。在所附權(quán)利要求的范圍和等效方案內(nèi)各種修改都是可能的 的。
權(quán)利要求
1. 一種鎖相環(huán)系統(tǒng)，包括相位頻率檢測(cè)器，被耦合用以接收參考頻率，所述相位頻率檢測(cè)器將所述參考頻率與反饋頻率相比較并基于所述比較生成誤差信號(hào)；環(huán)路濾波器，被耦合用以接收所述誤差信號(hào)，所述環(huán)路濾波器移除所述誤差信號(hào)上出現(xiàn)的高于一閾值的頻率并輸出頻率控制信號(hào)；振蕩器，被耦合用以接收所述頻率控制信號(hào)，所述振蕩器基于所述頻率控制信號(hào)生成輸出頻率信號(hào)；以及反饋回路，被耦合至所述相位頻率檢測(cè)器并用以接收所述輸出頻率信號(hào)，所述反饋回路具有將所述輸出頻率信號(hào)調(diào)節(jié)至表示正被傳輸?shù)挠行лd荷的時(shí)鐘速率的移相器。
2. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述移相器是使用內(nèi)90度相 移以生成同相時(shí)鐘和正交相位時(shí)鐘的正交移相器。
3. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述移相器包括提供小于所 述有效載荷的時(shí)鐘速率的時(shí)鐘周期的最小階躍的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
4. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器是12位轉(zhuǎn)換器。
5. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述移相器接收經(jīng)過(guò)平均的 調(diào)整計(jì)數(shù)值以確定對(duì)所述輸出頻率信號(hào)的相移。
6. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，F(xiàn)IFO深度被提供給所述移相 器從而使得可調(diào)節(jié)相移以使所述FIFO深度落在優(yōu)選范圍內(nèi)。
7. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述鎖相環(huán)位于光長(zhǎng)途傳輸 系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)內(nèi)。
8. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述振蕩器是壓控振蕩器。
9. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括 調(diào)整計(jì)數(shù)濾波器，具有用于接收調(diào)整計(jì)數(shù)的第一輸入和用于接收FIFO深度的第二輸入，所述調(diào)整計(jì)數(shù)濾波器累計(jì)多個(gè)調(diào)整計(jì)數(shù)值并計(jì)算平均調(diào)整計(jì) 數(shù)；相移節(jié)拍生成器，被耦合至所述調(diào)整計(jì)數(shù)濾波器和所述移相器，所述相移 節(jié)拍生成器將與所述平均調(diào)整計(jì)數(shù)相關(guān)聯(lián)的多個(gè)相移事件分布在一幀內(nèi)。
10. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)相移事件被均勻地 分布在所述幀內(nèi)。
11. 一種用于恢復(fù)時(shí)鐘信號(hào)的方法，包括將參考頻率與反饋頻率相比較；基于所述參考頻率與所述反饋頻率的比較生成誤差信號(hào)；去除所述誤差信號(hào)內(nèi)高于閾值的頻率并生成頻率控制信號(hào)；基于所述頻率控制信號(hào)生成輸出頻率信號(hào)；將所述頻率控制信號(hào)偏移根據(jù)從有效載荷導(dǎo)出的平均調(diào)整計(jì)數(shù)值確定的 相位；以及提供所述已被偏移所述相位的反饋信號(hào)，從而執(zhí)行所述參考頻率與所述反 饋信號(hào)的比較。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括接收被用于根據(jù)其 來(lái)調(diào)節(jié)所述輸出頻率的FIFO深度。
13. 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，壓控振蕩器生成所述輸出 頻率信號(hào)。
14. 如權(quán)利要求ll所述的方法，其特征在于，還包括 接收與所述有效載荷相關(guān)聯(lián)的多個(gè)調(diào)整計(jì)數(shù)； 平均所述多個(gè)調(diào)整計(jì)數(shù)以計(jì)算所述平均調(diào)整計(jì)數(shù)值；以及 將從所述平均調(diào)整計(jì)數(shù)值導(dǎo)出的多個(gè)相移事件分布在與所述有效載荷相關(guān)的幀上。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述相移事件被均勻地分 布在所述幀上。
16. 反饋回路內(nèi)的一種移相裝置，包括 第一輸入，接收與有效載荷相關(guān)聯(lián)的調(diào)整計(jì)數(shù)信號(hào)；調(diào)整計(jì)數(shù)重新映射器，被耦合用以接收所述調(diào)整計(jì)數(shù)信號(hào)，所述調(diào)整計(jì)數(shù) 重新映射器將所述調(diào)整計(jì)數(shù)信號(hào)重新映射到所述裝置的標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)鐘域；數(shù)字濾波器，被耦合至所述調(diào)整計(jì)數(shù)重新映射器，所述數(shù)字濾波器平均所 述調(diào)整計(jì)數(shù)信號(hào)內(nèi)的多個(gè)調(diào)整計(jì)數(shù)，并將抖動(dòng)和漂移從所述調(diào)整計(jì)數(shù)信號(hào)中去 除；振蕩器，被耦合至所述數(shù)字濾波器，所述振蕩器提供與經(jīng)過(guò)平均的調(diào)整計(jì)數(shù)相關(guān)的頻率輸出；以及調(diào)制器，被耦合至所述振蕩器，所述調(diào)制器提供對(duì)鎖相環(huán)內(nèi)的反饋信號(hào)的 相移。
17. 如權(quán)利要求16所述的移相裝置，其特征在于，還包括 第二輸入，用于接收參考時(shí)鐘；參考時(shí)鐘重新映射器，被耦合以接收所述參考時(shí)鐘，所述參考時(shí)鐘重新映 射器與所述調(diào)整計(jì)數(shù)信號(hào)相關(guān)地重新映射所述參考信號(hào)；以及多路復(fù)用器，被耦合至所述調(diào)整計(jì)數(shù)重新映射器和所述參考時(shí)鐘重新映射 器，所述多路復(fù)用器對(duì)經(jīng)過(guò)映射的參考時(shí)鐘和經(jīng)過(guò)映射的調(diào)整計(jì)數(shù)信號(hào)進(jìn)行多 路復(fù)用。
18. 如權(quán)利要求17所述的移相裝置，其特征在于，所述多路復(fù)用器選擇 所述參考時(shí)鐘或所述調(diào)整計(jì)數(shù)信號(hào)。
19. 如權(quán)利要求16所述的移相裝置，其特征在于，所述調(diào)制器是IQ調(diào)制器。
20. 如權(quán)利要求16所述的移相裝置，其特征在于，所述振蕩器是數(shù)控振 蕩器。
21. 如權(quán)利要求16所述的移相裝置，其特征在于，所述調(diào)制器接收在第 一頻率上的第一信號(hào)，并輸出基于所述經(jīng)過(guò)平均的調(diào)整計(jì)數(shù)進(jìn)行了頻移的第二信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于恢復(fù)客戶(hù)機(jī)信號(hào)時(shí)鐘的系統(tǒng)、裝置、和方法。本發(fā)明能夠通過(guò)在PLL系統(tǒng)的反饋中提供移相元件以補(bǔ)償輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘的突變來(lái)更加有效地去除時(shí)鐘信號(hào)內(nèi)的抖動(dòng)。由于獨(dú)立于相應(yīng)調(diào)整計(jì)數(shù)量來(lái)提取客戶(hù)機(jī)時(shí)鐘信號(hào)，所以該P(yáng)LL系統(tǒng)提供了靈活的時(shí)鐘恢復(fù)從而使其能夠適應(yīng)各種有效載荷類(lèi)型。
文檔編號(hào)H03L7/081GK101273528SQ200680023915
公開(kāi)日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2006年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者S·A·揚(yáng)恩, T-K·基安 申請(qǐng)人:英飛聶拉股份有限公司;S·A·揚(yáng)恩;T-K·基安