專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高速多路時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微電子電路領(lǐng)域，具體涉及一種高速多路時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)(CDR ， Clock and Data Recovery)電路》
背景技術(shù)：
電子電路的設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收通常通過(guò)光纖或者背板或者芯片之間進(jìn)行高速傳 輸，而處理的數(shù)據(jù)通常是相對(duì)低速的，所以需要大量的SERDES (串行并行轉(zhuǎn)換電路)進(jìn)行串 并轉(zhuǎn)換和并串轉(zhuǎn)換，這其中CDR電路的設(shè)計(jì)和應(yīng)用是非常關(guān)鍵的。CDR電路是把傳輸后的串 行的高速數(shù)據(jù)中的時(shí)鐘恢復(fù)出來(lái)以及將數(shù)據(jù)提取出來(lái)，根據(jù)需要再轉(zhuǎn)化成低速的并行數(shù)據(jù)。
傳統(tǒng)高速(以超過(guò)lGhz的頻率設(shè)定為高速)的CDR電路包括鑒頻器、鑒相器、電荷泵、 濾波器和LCVCO (基于電感電容的振蕩器)。這種結(jié)構(gòu)先對(duì)參考鐘進(jìn)行倍頻產(chǎn)生高速時(shí)鐘，再 通過(guò)比較PLL (Phase-LockedLoop，鎖相環(huán))高速時(shí)鐘和接收的數(shù)據(jù)的相位差，產(chǎn)生快和慢 的比較信號(hào)，通過(guò)電荷泵的積累提升、濾波器的濾波，產(chǎn)生控制VCO (voltage-controlled oscillator ，振蕩器)的時(shí)鐘，使PLL鎖定相位，進(jìn)而恢復(fù)出高速數(shù)據(jù)。
圖1是傳統(tǒng)的雙環(huán)結(jié)構(gòu)的高速CDR電路的電路框圖，描述了 CDR電路的第i路結(jié)構(gòu)。如 圖1所示，傳統(tǒng)的高速CDR電路在高速信號(hào)差分對(duì)RxDiP/N通過(guò)和鑒相器(PHD， Phase Detector)比較之前，CDR電路的PFD (Phase Frequency Detecor,鑒頻鑒相器)部分先對(duì) 參考鐘REFCLK進(jìn)行倍頻，產(chǎn)生高速時(shí)鐘VC0CLKYP/N，然后PHD用VC0CLKYP/N對(duì)RxDiP/N進(jìn) 行鑒相。當(dāng)RxDiP/N和VC0CLKYP/N同相時(shí)，形成穩(wěn)定的脈寬，該信號(hào)經(jīng)過(guò)電荷泵的提升和環(huán) 路濾波器濾波形成穩(wěn)定的直流控制信號(hào)，維持LCVC0的穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)RxDiP/N超前時(shí)鐘 VC0CLKYP/N，產(chǎn)生的比較信號(hào)raASEX (相位)脈寬比同相時(shí)窄，經(jīng)過(guò)電荷泵和環(huán)路濾波器濾 除噪聲，形成幾乎是直流的控制信號(hào)，推動(dòng)LCVC0加快頻率，使VCOCLKYP/N趕上RxDiP/N; 當(dāng)RxDiP/N落后時(shí)鐘VC0CLKYP/N，產(chǎn)生的比較信號(hào)PHASEXP脈寬比同相時(shí)寬，推動(dòng)LCVC0減 慢頻率，使VCOCLKYP/N等待到RxDiP/N的同相位置。當(dāng)RxDiP/N達(dá)到和VCOCLKYP/N同相，CDR電路就可以正常地恢復(fù)出時(shí)鐘和數(shù)據(jù)，其中時(shí)鐘分頻成并行時(shí)鐘，RxDiP/N數(shù)據(jù)通過(guò)解串 器(Deserializer)在VC0CLKYP/N的作用下由串轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)RxD0UTP/N<n-l :0〉，同時(shí)產(chǎn) 生第i路的高速時(shí)鐘RXCLKP/N〈i>。
對(duì)于單路的CDR電路或者性能要求特別高的多路CDR電路，每一路高速數(shù)據(jù)需要像圖1 一樣一整套雙環(huán)電路結(jié)構(gòu)。對(duì)于更多的多路CDR電路來(lái)說(shuō)，需要把雙環(huán)結(jié)構(gòu)分解，把PFD環(huán) 路設(shè)置成共享式的PLL，把單路鑒相器發(fā)展成多路鑒相器。而通常多路CDR電路則利用PLL 產(chǎn)生多路高速時(shí)鐘，同時(shí)把鑒相器改造成多路鑒相器，利用多路時(shí)鐘來(lái)對(duì)多路鑒相器進(jìn)行鑒 相，形成相位插值算法來(lái)反饋調(diào)整高速時(shí)鐘的相位，最終恢復(fù)出每路的信號(hào)。
圖2是現(xiàn)有的高速多路(N路)CDR電路的電路框圖，參考鐘REFCLK接入到鑒頻器 (Frequency Detector)和分頻器的輸出時(shí)鐘進(jìn)行鑒頻，鑒頻器輸出高頻信號(hào)給電荷泵和低通 濾波器(CHP/LPF)，電荷泵和/低通濾波器(CHP/LPF)對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行濾波，產(chǎn)生低頻的快 和慢的比較控制信號(hào)并送到環(huán)形振蕩器。環(huán)形振蕩器的時(shí)鐘一方面送給分頻器，另一方面環(huán) 形振蕩器的N相輸出送給緩沖池，同樣產(chǎn)生N相時(shí)鐘。從這N個(gè)相位中根據(jù)算法選取m個(gè)時(shí) 鐘(通常m=3)，送到相位調(diào)整器(有時(shí)叫相位旋轉(zhuǎn)器或相位混頻器)，相位調(diào)整器采樣得 到結(jié)果送到數(shù)據(jù)恢復(fù)算法器，然后通過(guò)數(shù)據(jù)生成器恢復(fù)出高速的數(shù)據(jù)RXDOUTiP/N，同時(shí)反饋 給相位控制器，相位控制器生成相位控制信號(hào)給相位調(diào)整器。其中關(guān)鍵的相位調(diào)整器是把緩 沖池產(chǎn)生的高速時(shí)鐘按照一周(360度)等分成數(shù)個(gè)不同相時(shí)鐘，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣(或者說(shuō) 是和數(shù)據(jù)混頻)，然后根據(jù)既定的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)算法，判斷采樣出的數(shù)據(jù)是否正確，不正確 的話需要調(diào)整到相鄰的時(shí)鐘相上再次采樣混頻。
對(duì)于高速CDR電路中的VCO，基于電感電容的LCVCO比環(huán)形振蕩器(RING VCO)的相位 噪聲低很多，并且在同等的相位噪聲范圍內(nèi)能量消耗比環(huán)形振蕩器低。但LCVCO調(diào)諧范圍窄， 不容易產(chǎn)生多相信號(hào)，而RING VCO調(diào)諧范圍寬，容易產(chǎn)生多相信號(hào)，而且LCVCO的占用面積 大，不適合支持多路；同時(shí)對(duì)于CDR電路中的濾波器，使用外接電阻電容的結(jié)構(gòu)的比較多， 導(dǎo)致抗干擾能力比較弱，這促使人們尋找更適合的VCO。因此，需要一種能適用多相信號(hào)高 速傳輸而且調(diào)諧范圍寬的CDR電路，用以恢復(fù)多路時(shí)鐘數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種高速多路時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，有效地解決現(xiàn) 有技術(shù)中調(diào)諧范圍窄，不適用多相信號(hào)高速傳輸?shù)膯?wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 一種高速多路時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，包括
過(guò)采樣鑒頻器，用于接收參考鐘，進(jìn)行鑒頻，并輸出數(shù)字信號(hào)；
數(shù)字濾波器(DSP)，用于接收所述過(guò)采樣鑒頻器輸出的數(shù)字信號(hào)，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理， 并輸出比較控制信號(hào)；
分布式振蕩器(D0SC， Distributed 0SC)，用于接收所述數(shù)字濾波器輸出的比較控制信 號(hào)，產(chǎn)生高速時(shí)鐘信號(hào)；
第一分頻器，用于接收所述分布式振蕩器輸出的高速時(shí)鐘信號(hào)，對(duì)該高速時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行 分頻處理，處理后結(jié)果輸送給所述過(guò)采樣鑒頻器；
第二分頻器，與所述數(shù)字濾波器連接，用于接收所述分布式振蕩器輸出的高速時(shí)鐘信號(hào)， 對(duì)該高速時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻處理，產(chǎn)生所述數(shù)字濾波器進(jìn)行運(yùn)算所需的時(shí)鐘信號(hào)；
延遲環(huán)，用于接收所述分布式振蕩器輸出的高速時(shí)鐘信號(hào)，并產(chǎn)生n對(duì)時(shí)鐘信號(hào)，其中 n為自然數(shù)；
n個(gè)過(guò)采樣數(shù)據(jù)時(shí)鐘生成器，每個(gè)過(guò)采樣數(shù)據(jù)時(shí)鐘生成器用于接收所述延遲環(huán)輸出的一 對(duì)時(shí)鐘信號(hào)以及與該時(shí)鐘信號(hào)相對(duì)應(yīng)的一路高速數(shù)據(jù)，處理并恢復(fù)出時(shí)鐘信號(hào)和相對(duì)應(yīng)的高 速數(shù)據(jù)。
上述電路中，所述過(guò)采樣數(shù)據(jù)時(shí)鐘生成器包括
過(guò)采樣器，用于接收所述延遲環(huán)產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)，并對(duì)與該時(shí)鐘信號(hào)相對(duì)應(yīng)的高速數(shù)據(jù)
進(jìn)行過(guò)采樣；
沿判決器，用于接收所述過(guò)采樣器采樣得到的結(jié)果，輸出含有沿的信息的數(shù)字信號(hào)； 數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，用于接收所述沿判決器輸出的含有沿的信息的數(shù)字信號(hào)，判斷后輸出數(shù)字 信號(hào)；
采樣次數(shù)計(jì)數(shù)器，用于接收所述沿判決器輸出的含有沿的數(shù)字信號(hào)，統(tǒng)計(jì)相鄰沿之間的 采樣次數(shù)，并輸出相對(duì)于過(guò)采樣率的比數(shù)；
度越時(shí)間產(chǎn)生器，根據(jù)所述數(shù)據(jù)產(chǎn)生器輸出的數(shù)字信號(hào)、所述采樣次數(shù)計(jì)數(shù)器輸出的相 對(duì)于過(guò)采樣率的比數(shù)和所述延遲環(huán)產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)，恢復(fù)出高速數(shù)據(jù)；
過(guò)采樣率(0SR)分頻器，用于接收所述延遲環(huán)產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)，分頻并恢復(fù)出時(shí)鐘信號(hào)。
上述電路中，所述延遲環(huán)包括鑒相濾波器和依次串聯(lián)的第一延遲器、第二延遲器、第三 延遲器、…、第n延遲器；所述鑒相濾波器、第一延遲器用于接收所述分布式振蕩器輸出的高速時(shí)鐘信號(hào)，所述第一延遲器、第二延遲器、第三延遲器、…、第n延遲器用于產(chǎn)生n對(duì) 時(shí)鐘信號(hào)，并將n對(duì)時(shí)鐘信號(hào)輸出；鑒相濾波器還用于接收第n延遲器產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)，所 述分布式振蕩器輸出的高速時(shí)鐘信號(hào)和第n延遲器產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過(guò)鑒相濾波器處理產(chǎn)生 控制信號(hào)，該控制信號(hào)用于控制第一延遲器、第二延遲器、第三延遲器、…、第n延遲器。
上述電路中，所述數(shù)字濾波器是K模計(jì)數(shù)器環(huán)形濾波器(K counter Loop Filter)。
上述電路中，所述分布式振蕩器是全差分的分布式振蕩器。
上述電路中，所述第一分頻器是低可編程分頻器。
上述電路中，所述第二分頻器是高分頻器。
上述電路中，所述數(shù)字濾波器里預(yù)設(shè)有一個(gè)可任意編程的過(guò)采樣鑒頻數(shù)。 本發(fā)明的高速多路時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果 本發(fā)明用分布式振蕩器(DOSC)來(lái)代替LCVC0，能適用高速和寬調(diào)節(jié)范圍的要求；同時(shí)， 利用延遲環(huán)(Delay Lock Loop)來(lái)代替RING VC0，能實(shí)現(xiàn)多相信號(hào)的輸出；此外，用過(guò)采樣 的辦法采樣數(shù)據(jù)，比較取得的數(shù)據(jù)，判決產(chǎn)生邊沿信號(hào)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)和生成，根據(jù)延遲 環(huán)的不同相位的數(shù)目，可有多路進(jìn)行時(shí)鐘和數(shù)據(jù)的恢復(fù)；本發(fā)明數(shù)字電路占主導(dǎo)，可編程能 力強(qiáng)，適應(yīng)性廣。


圖1是傳統(tǒng)的雙環(huán)結(jié)構(gòu)的高速CDR電路的電路框圖； 圖2是現(xiàn)有的高速多路(N路)CDR電路的電路框圖； 圖3是本發(fā)明的高速多路(N路)CDR電路的電路框圖4是分布式振蕩器(D0SC)、基于電感電容的振蕩器(LCVC0)以及無(wú)電感的環(huán)形振蕩 器的設(shè)計(jì)適合度比較示意圖5是圖3中延遲環(huán)的多相時(shí)鐘的產(chǎn)生電路； 圖6本發(fā)明的鑒頻器的工作原理； 圖7是本發(fā)明時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路(CDR)的工作原理。
具體實(shí)施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。 請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明的高速多路時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路包括過(guò)采樣鑒頻器301、數(shù)字濾波器302、分布式振蕩器(D0SC) 305、低可編程分頻器304、高分頻器303和n (n為自然數(shù))個(gè) 過(guò)采樣數(shù)據(jù)時(shí)鐘生成器。其中，分布式振蕩器305是全差分的分布式振蕩器；每個(gè)過(guò)采樣數(shù) 據(jù)時(shí)鐘生成器包括延遲環(huán)306、過(guò)采樣器307、沿判決器308、數(shù)據(jù)產(chǎn)生器309、采樣次數(shù)計(jì) 數(shù)器311、度越時(shí)間產(chǎn)生器310和0SR分頻器312。請(qǐng)參閱圖5，上述延遲環(huán)306包括鑒相濾 波器3060和依次串聯(lián)的第一延遲器3061、第二延遲器3062、第三延遲器3063、…、第n延 遲器306n。
參考鐘REFCLK接入到過(guò)采樣鑒頻器301進(jìn)行鑒頻，過(guò)采樣鑒頻器301輸出結(jié)果給數(shù)字 濾波器302，數(shù)字濾波器302對(duì)過(guò)采樣鑒頻器301的輸出結(jié)果按照預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)字信號(hào) 處理，產(chǎn)生出快和慢的比較控制信號(hào)，送到分布式振蕩器305。分布式振蕩器305的輸出其 中一路送給低可編程分頻器304，產(chǎn)生高速的時(shí)鐘信號(hào)對(duì)參考鐘REFCLK進(jìn)行采樣；另一路送 給高分頻器303，為數(shù)字濾波器302提供運(yùn)算所必須的時(shí)鐘。分布式振蕩器305的作用是產(chǎn) 生高頻的寬范圍的時(shí)鐘信號(hào)，它和基于電感電容的振蕩器(LCVCO)以及無(wú)電感的環(huán)形振蕩器 在頻率范圍上的設(shè)計(jì)適合度的比較示意圖如圖4所示，從圖4中可以看出設(shè)計(jì)有效性的分布， 中低頻部分以無(wú)電感的環(huán)形振蕩器比較有效，能夠產(chǎn)生多對(duì)時(shí)鐘；高頻以LCVCO為優(yōu)，其相 位噪聲更好；而更高頻則以DOSC為優(yōu)，頻帶更高更寬。所以本發(fā)明采用分布式振蕩器更適合。
另一方面，請(qǐng)參閱圖5，分布式振蕩器305的再一路輸送CLKP/N到延遲環(huán)306中，通過(guò) 第一延遲器3061、第二延遲器3062、第三延遲器3063、…、第n延遲器306N等n個(gè)同樣的 延遲器產(chǎn)生n對(duì)時(shí)鐘CLK1P/N、 CLK2P/N、…、CLKnP/N。 CLKnP/N和CLKP/N進(jìn)入鑒相濾波器 3060，產(chǎn)生控制信號(hào)VCTRL控制所有的延遲器。這樣CLKP/N和CLKnP/N能實(shí)現(xiàn)零延遲，多對(duì) 時(shí)鐘能做到等間隔，這樣每一路CDR就是同樣的地位。
數(shù)字濾波器302的算法是這樣的設(shè)定一個(gè)過(guò)采樣鑒頻數(shù)，在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)下，如圖6所示， 比如對(duì)1信號(hào)的過(guò)采樣鑒頻數(shù)為3 (過(guò)采樣鑒頻數(shù)越大，抖動(dòng)越小)，當(dāng)反饋回來(lái)的參考鐘 過(guò)快時(shí)，就會(huì)得到小于3的采樣數(shù)，比如2;當(dāng)反饋回來(lái)的參考鐘過(guò)慢時(shí)，就會(huì)得到大于3 的采樣數(shù)，比如4。該過(guò)采樣鑒頻數(shù)可任意編程，過(guò)采樣鑒頻數(shù)越大，過(guò)采樣鑒頻器301的 輸出越可靠，抖動(dòng)越小。作為例子， 一種可能的數(shù)字濾波器302的結(jié)構(gòu)是K模計(jì)數(shù)器環(huán)形濾 波器，用高分頻器303產(chǎn)生的時(shí)鐘對(duì)過(guò)采樣鑒頻器301的輸出數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，產(chǎn)生進(jìn)位 信號(hào)或借位信號(hào)，就是DOSC的減慢控制信號(hào)和加快控制信號(hào)。
把這n對(duì)時(shí)鐘CLK1P/N、 CLK2P/N、、 CLKnP/N中的任意一對(duì)時(shí)鐘送到過(guò)采樣器307, 采樣得到的結(jié)果送到沿判決器308，沿判決器308的輸出送到數(shù)據(jù)產(chǎn)生器309以及采樣次數(shù)計(jì)數(shù)器311。沿判決器308的原理是辨別出相鄰的1和0，從1到0就是下降沿，從0到1就 是上降沿。數(shù)據(jù)產(chǎn)生器309和采樣次數(shù)計(jì)數(shù)器311的結(jié)果送到度越時(shí)間產(chǎn)生器310，最終恢 復(fù)出高速的數(shù)據(jù)RXDOUTiP/N。圖7是CDR的產(chǎn)生示意圖，給定的高速數(shù)據(jù)流是01001110， 經(jīng)過(guò)過(guò)采樣后的數(shù)據(jù)是
0001110000000011111111110000，
對(duì)應(yīng)的沿判決信號(hào)是
0 0 ， 0 1， 1 ， 1 0， 0 0 0 0 0 0， 01， 1 1 1 1 1 1 1 1 ， 1 0， 0 0 0， 相鄰的數(shù)據(jù)從0到1或者從1到0，就是沿的判決信號(hào)。
相鄰沿之間的信號(hào)就是數(shù)據(jù)-
0 、 1、 0、 1、 0 ，
其中中間三個(gè)數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)的度越時(shí)間是3/3=1、 6/3=2、 near(10/3)-3，其中near算法 是取鄰近整數(shù)的算法。
這樣最終恢復(fù)的數(shù)據(jù)就是01001110。
同時(shí)延遲環(huán)306的每一對(duì)時(shí)鐘送入每一路的OSR分頻器，分頻成每一路的RXCLKP/N〈i〉， 從而也實(shí)現(xiàn)了時(shí)鐘的恢復(fù)。
整體而言，采樣的沿判決依據(jù)是從0到1的相鄰信號(hào)或者1到0的相鄰信號(hào)之間產(chǎn)生， 而采樣的數(shù)據(jù)就是兩個(gè)相鄰沿之間所包含的不翻轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)，采樣的次數(shù)是相鄰沿之間的高速 時(shí)鐘的采樣次數(shù)和過(guò)采樣率的比，通?？紤]到抖動(dòng)，取這個(gè)比的附近的整數(shù)值，采用取整數(shù) (當(dāng)比值大于其鄰近的整數(shù)，如10/3>3)，或取整加一 (當(dāng)比值小于其鄰近的整數(shù)，如8/3<3) 的方法。
假設(shè)接入的參考鐘為167Mhz， DOSC 305的振蕩頻率為10Ghz，高速數(shù)據(jù)流為2. 67Gbps， OSC分頻器312就是4分頻，低分頻可編程304設(shè)定成4分頻，高分頻器303設(shè)定成16分頻。 在DOSC 305穩(wěn)定后，當(dāng)DOSC 305時(shí)鐘在64 X 167=10. 7Ghz時(shí)，低分頻可編程304工作頻率 在2.67Ghz，采集到的過(guò)采樣鑒頻器301的平均次數(shù)是16次/周期，該信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字濾波器 302濾波形成穩(wěn)定的直流控制信號(hào)，維持DOSC 305的穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)DOSC 305時(shí)鐘超過(guò)10. 7Ghz 時(shí)，低分頻可編程304工作頻率超過(guò)2. 67Ghz，采集到的過(guò)采樣鑒頻器301的平均次數(shù)小于 16次/周期，如為15次，該信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字濾波器302濾波形成穩(wěn)定的直流控制信號(hào)，降低DOSC 305的振蕩，減慢頻率；當(dāng)DOSC 305時(shí)鐘低于10. 7Ghz時(shí)，低分頻可編程304工作頻率低于 2.67Ghz，采集到的過(guò)采樣鑒頻器301的平均次數(shù)大于16次/周期，如為17次，該信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字濾波器302濾波形成穩(wěn)定的直流控制信號(hào)，加快D0SC 305的振蕩，提高頻率。
通過(guò)把高分頻器303設(shè)定的4分頻改成零分頻(不分頻)，整體采集的次數(shù)提高，就可進(jìn) 一步提高鎖定頻率的穩(wěn)定度。當(dāng)DOSC 305有了穩(wěn)定的10. 7Ghz時(shí)鐘信號(hào)后，多路CDR電路就 可以進(jìn)入工作狀態(tài)。DOSC 305的輸出經(jīng)過(guò)延遲環(huán)306就產(chǎn)生了 n對(duì)10. 7Ghz時(shí)鐘。比如我們 取IO對(duì)IO. 7Ghz，就能支持10路CDR。
把這10對(duì)時(shí)鐘中的任意一對(duì)時(shí)鐘送到過(guò)采樣器307，過(guò)采樣器307對(duì)2. 67Gbps信號(hào)進(jìn) 行過(guò)采樣，這樣過(guò)采樣率就是4。假定的高速數(shù)據(jù)流是01101010，得到的結(jié)果是
0 0 0 01111 1111 0000 1111 0000 1111 00 0 0 ，
送到沿判決器308，對(duì)應(yīng)的沿判決信號(hào)是
000 ，01， 111111， 10, 00 , 01， 11， 10， 00 ，01， 11， 10， 0000，
沿判決器308的輸出送到數(shù)據(jù)產(chǎn)生器309、采樣次數(shù)計(jì)數(shù)器311，相鄰沿之間的信號(hào)就是
數(shù)據(jù)
0 、 1、 0、 1、 0 、 1、 0 ，
數(shù)據(jù)產(chǎn)生器309和采樣次數(shù)計(jì)數(shù)器311的結(jié)果送到度越時(shí)間產(chǎn)生器310，其中中間五個(gè) 數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的度越時(shí)間是8/4=2、 4/4=1、 4/4=1、 4/4=1、 4/4=1。 這樣最終恢復(fù)的數(shù)據(jù)就是01101010。
當(dāng)數(shù)據(jù)穩(wěn)定，IO路之間的差異是，開(kāi)始采到的數(shù)據(jù)的時(shí)刻點(diǎn)不同，但對(duì)數(shù)據(jù)的采樣次數(shù) 是一樣的。當(dāng)某路數(shù)據(jù)有抖動(dòng)或者突波(glitch)時(shí)，由于度越時(shí)間產(chǎn)生器310是取鄰近整 數(shù)的，因此有一定的抗抖能力，這個(gè)抗抖能力是和OSR以及取鄰近整數(shù)算法相關(guān)的。OSR越 大，抗抖能力越強(qiáng)；鄰近整數(shù)取得越靠遠(yuǎn)離整數(shù)，抗抖能力越強(qiáng)，但過(guò)于遠(yuǎn)離會(huì)造成誤碼， 如在本實(shí)施例中，取x-0.3到x+0.3的范圍作為取度越時(shí)間鄰近整數(shù)x算法的依據(jù)，且對(duì)異 常小的度越時(shí)間x，如出現(xiàn)1/4,雖然取整是0，因?yàn)檫^(guò)采樣，數(shù)據(jù)至少被采樣2到4次，所 以仍然做為突波處理。
本發(fā)明利用了 DOSC的高頻寬帶和延遲環(huán)(DLL)的多相特點(diǎn)，同時(shí)用過(guò)采樣的技術(shù)改造 了傳統(tǒng)的鑒頻器，利用DSP判定快時(shí)鐘和慢時(shí)鐘，同樣用多相時(shí)鐘的過(guò)采樣改造傳統(tǒng)鑒相器, 分成沿判決、數(shù)據(jù)產(chǎn)生、度越時(shí)間產(chǎn)生，非常適合多路高速時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)；而且本發(fā)明數(shù)字 電路占主導(dǎo)，可編程能力強(qiáng)，適應(yīng)性廣。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，凡是本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高速多路時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，其特征在于，包括過(guò)采樣鑒頻器，用于接收參考鐘，進(jìn)行鑒頻，并輸出數(shù)字信號(hào)；數(shù)字濾波器，用于接收所述過(guò)采樣鑒頻器輸出的數(shù)字信號(hào)，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，并輸出比較控制信號(hào)；分布式振蕩器，用于接收所述數(shù)字濾波器輸出的比較控制信號(hào)，產(chǎn)生高速時(shí)鐘信號(hào)；第一分頻器，用于接收所述分布式振蕩器輸出的高速時(shí)鐘信號(hào)，對(duì)該高速時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻處理，處理后結(jié)果輸送給所述過(guò)采樣鑒頻器；第二分頻器，與所述數(shù)字濾波器連接，用于接收所述分布式振蕩器輸出的高速時(shí)鐘信號(hào)，對(duì)該高速時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻處理，產(chǎn)生所述數(shù)字濾波器進(jìn)行運(yùn)算所需的時(shí)鐘信號(hào)；延遲環(huán)，用于接收所述分布式振蕩器輸出的高速時(shí)鐘信號(hào)，并產(chǎn)生n對(duì)時(shí)鐘信號(hào)，其中n為自然數(shù)；n個(gè)過(guò)采樣數(shù)據(jù)時(shí)鐘生成器，每個(gè)過(guò)采樣數(shù)據(jù)時(shí)鐘生成器用于接收所述延遲環(huán)輸出的一對(duì)時(shí)鐘信號(hào)以及與該時(shí)鐘信號(hào)相對(duì)應(yīng)的一路高速數(shù)據(jù)，處理并恢復(fù)出時(shí)鐘信號(hào)和相對(duì)應(yīng)的高速數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高速多路時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，其特征在于，所述過(guò)采樣數(shù)據(jù)時(shí)鐘生成器包括過(guò)采樣器，用于接收所述延遲環(huán)產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)，并對(duì)與該時(shí)鐘信號(hào)相對(duì)應(yīng)的高速數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)采樣；沿判決器，用于接收所述過(guò)采樣器采樣得到的結(jié)果，輸出含有沿的信息的數(shù)字信號(hào)； 數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，用于接收所述沿判決器輸出的含有沿的信息的數(shù)字信號(hào)，判斷后輸出數(shù)字 信號(hào)；采樣次數(shù)計(jì)數(shù)器，用于接收所述沿判決器輸出的含有沿的數(shù)字信號(hào)，統(tǒng)計(jì)相鄰沿之間的 采樣次數(shù)，并輸出相對(duì)于過(guò)采樣率的比數(shù)；度越時(shí)間產(chǎn)生器，根據(jù)所述數(shù)據(jù)產(chǎn)生器輸出的數(shù)字信號(hào)、所述采樣次數(shù)計(jì)數(shù)器輸出的相 對(duì)于過(guò)采樣率的比數(shù)和所述延遲環(huán)產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)，恢復(fù)出高速數(shù)據(jù)；過(guò)采樣率分頻器，用于接收所述延遲環(huán)產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)，分頻并恢復(fù)出時(shí)鐘信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高速多路時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，其特征在于，所述延遲環(huán)包 括鑒相濾波器和依次串聯(lián)的第一延遲器、第二延遲器、第三延遲器、…、第n延遲器；所述 鑒相濾波器、第一延遲器用于接收所述分布式振蕩器輸出的高速時(shí)鐘信號(hào)，所述第一延遲器、 第二延遲器、第三延遲器、…、第n延遲器用于產(chǎn)生n對(duì)時(shí)鐘信號(hào)，并將n對(duì)時(shí)鐘信號(hào)輸出； 鑒相濾波器還用于接收第n延遲器產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)，所述分布式振蕩器輸出的高速時(shí)鐘信號(hào) 和第n延遲器產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過(guò)鑒相濾波器處理產(chǎn)生控制信號(hào)，該控制信號(hào)用于控制第一 延遲器、第二延遲器、第三延遲器、 、第n延遲器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速多路時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，其特征在于，所述數(shù)字濾波器是 K模計(jì)數(shù)器環(huán)形濾波器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高速多路時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，其特征在于，所述分布式振蕩器 是全差分的分布式振蕩器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高速多路時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，其特征在于，所述第一分頻器是 低可編程分頻器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高速多路時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，其特征在于，所述第二分頻器是 高分頻器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的高速多路時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，其特征在于，所述數(shù)字濾波器里 預(yù)設(shè)有一個(gè)可任意編程的過(guò)采樣鑒頻數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高速多路時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，該電路包括過(guò)采樣鑒頻器，用于接收參考鐘，鑒頻后輸出數(shù)字信號(hào)；數(shù)字濾波器，用于接收過(guò)所述數(shù)字信號(hào)，處理后輸出比較控制信號(hào)；分布式振蕩器，用于接收所述比較控制信號(hào)，產(chǎn)生高速時(shí)鐘信號(hào)；第一分頻器、第二分頻器，用于接收所述高速時(shí)鐘信號(hào)，第一分頻器處理后結(jié)果輸送給過(guò)采樣鑒頻器，第二分頻器處理后產(chǎn)生數(shù)字濾波器進(jìn)行運(yùn)算所需的時(shí)鐘信號(hào)；延遲環(huán)，用于接收所述高速時(shí)鐘信號(hào)，產(chǎn)生n對(duì)時(shí)鐘信號(hào)；n個(gè)過(guò)采樣數(shù)據(jù)時(shí)鐘生成器，每個(gè)接收延遲環(huán)輸出的一對(duì)時(shí)鐘信號(hào)以及與該時(shí)鐘信號(hào)相對(duì)應(yīng)的一路高速數(shù)據(jù)，處理并恢復(fù)出時(shí)鐘信號(hào)和相對(duì)應(yīng)的高速數(shù)據(jù)。本發(fā)明可編程能力強(qiáng)，適應(yīng)性廣。
文檔編號(hào)H03K5/00GK101610083SQ200910108350
公開(kāi)日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月19日
發(fā)明者易律凡 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司