專利名稱：數(shù)字時鐘再生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般而言涉及使時鐘信號穩(wěn)定化。尤其是，本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求I前序部分的時鐘再生器以及根據(jù)權(quán)利要求15前序部分的方法。本發(fā)明還涉及根據(jù)權(quán)利要求29的計算機程序以及根據(jù)權(quán)利要求30的計算機可讀介質(zhì)。
背景技術(shù)：
通常，所謂的鎖相環(huán)路(PLL, Phase Locked Loop)電路已經(jīng)用來確定數(shù)字設(shè)計的時鐘信號滿足具體的質(zhì)量標準，比如頻率和相位穩(wěn)定性方面的標準。但是，PLL設(shè)計需要模擬分量，因此，不能在比如現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA, Field-Programmable Gate Array) 中實現(xiàn)的純數(shù)字設(shè)計中集成PLL設(shè)計。這是不利的，因為在大多數(shù)情況下，全數(shù)字(沒有模擬電路模塊)設(shè)計是比較節(jié)約成本的替代方案。W093/12600和US 6，219，396描述了用于時鐘信號再生的去抖動設(shè)計，EP599311示出了一種時鐘恢復電路。這三篇文獻代表了不同形式的PLL。已知的也有用于恢復已經(jīng)惡化的信號的多種非PLL方案。其中一些方案可用來穩(wěn)定具有變化頻率的時鐘信號。Aguiar, R. L.等人在《模擬集成電路與信號處理》2005年43期，第159-170頁(Analog Integrated Circuits and Signal Processing, 43，159-170，2005)刊登了 “大負荷PLD上155Mbps時鐘/數(shù)據(jù)恢復電路的設(shè)計與性能”(Design and Performance of 155Mbps Clock/Data Recovery Circuits on Heavy Loaded PLDs),披露了用于選擇性能最優(yōu)的信號的全數(shù)字機構(gòu)。這里，所謂的相位選取是用于選擇最合適的樣本作為恢復的數(shù)據(jù)或最合適的相位作為恢復的時鐘。但是，沒有對輸入時鐘信號進行平均處理。EP 1865649描述了采用過采樣和跟蹤的總體數(shù)字時鐘和恢復方案。這里，通過高頻時鐘對輸入數(shù)據(jù)流進行過采樣。通過對過采樣流的鄰近樣本之間的轉(zhuǎn)換進行定位以及通過移動鄰近樣本之間沒有發(fā)生轉(zhuǎn)換的過采樣流中非過渡區(qū)域，來跟蹤輸入數(shù)據(jù)流。產(chǎn)生的恢復的數(shù)據(jù)信號被獲得以作為非過渡區(qū)域的中心部分。通過劃分用于所述過采樣的高頻時鐘來生成恢復的時鐘信號。但是，對于確定輸入時鐘信號的平均周期時間，沒有指導或建議。US 4，310，795公開了一種用于監(jiān)控遙測術(shù)中使用的周期信號特征的方案。具體來說，描述了一種電路，該電路通過對來自高頻脈沖發(fā)生器的步進脈沖進行計數(shù)并重置來自監(jiān)測周期信號的相位角檢測器的脈沖來測量低頻周期信號的平均周期。用每個步進脈沖的計數(shù)加載第一移位寄存器，并且位于第一移位寄存器輸出處的加法器發(fā)出編碼所有步進脈沖總和的信號。用加法器的輸出總和加載第二移位寄存器并且第二移位寄存器具有與減法器連接的全局式存儲單元(first and last storage cell),該全局式存儲單元發(fā)出用來表示低頻信號的平均周期中的變化的信號。因此，可檢測到任何與期望頻率的偏差。但是，低頻信號本身并仍然是不變的。與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的問題
因此，已知了多種用于使惡化信號再生的方案。還已知了一種用于確定循環(huán)信號平均周期的方案。然而，先前沒有能替代傳統(tǒng)PLL電路的全數(shù)字方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述問題并提供一種高效、可靠、節(jié)約成本的方案來生成穩(wěn)定的時鐘信號，這種方案適于數(shù)字集成。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明的目的是通過開頭描述過的時鐘再生器實現(xiàn)的，其中，時鐘再生器包括求平均值單元和輸出單元。求平均值單元配置為從采樣單元接收多個周期長度值，基于接收的周期長度值產(chǎn)生平均周期長度值，該平均周期長度值表示輸入時鐘信號在平均間隔內(nèi)的平均周期時間，所述平均間隔包括與所述多個周期長度值相等的多個周期。輸出單元配置為基于平均周期長度值和采樣時鐘信號產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出時鐘信號。
這種設(shè)計是有優(yōu)勢的，因為在保留源時鐘信號的主要屬性使得同步能夠被保持的同時，能基于完全抖動的源時鐘信號和/或相位調(diào)制產(chǎn)生清晰的時鐘信號。根據(jù)本發(fā)明該方面的一個優(yōu)選實施例，求平均值單元配置為產(chǎn)生平均周期長度值，使得平均周期長度值等于采樣時鐘信號整數(shù)個周期的持續(xù)時間。求平均值單元還配置為確定舍入誤差值，該舍入誤差值表示針對平均間隔計算的平均周期長度和平均周期長度值之間的差值，并且當產(chǎn)生將來的平均周期長度值時補償舍入誤差值，使得平均周期長度值的長時間平均等于計算的周期長度的長時間平均。因此(無論平均周期長度值是否根據(jù)計算的平均周期長度四舍五入得到)，不會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。因此，可以確保穩(wěn)定的輸出時鐘信號為輸入時鐘信號的真實相位表示。根據(jù)本發(fā)明該方面的另一優(yōu)選實施例，求平均值單元配置為進一步基于為在平均間隔內(nèi)的多個周期長度值中的至少兩個周期長度值賦予不同加權(quán)值的加權(quán)函數(shù)，來計算平均周期長度值。這樣確定平均周期長度值是有利的，比如，如果期望穩(wěn)定的輸出時鐘信號對于輸出時鐘信號內(nèi)的任何頻率波動響應(yīng)性更好。即，歷史加權(quán)函數(shù)使得對早期的周期長度值的影響能夠比對當前或較新的周期長度值的影響小。根據(jù)本發(fā)明該方面的另一優(yōu)選實施例，求平均值單元配置為滾動地更新平均周期長度值(以及計算的平均周期長度)。也就是說，每個非首個平均周期長度值(或計算的平均周期長度)表示一個與前一平均間隔有重疊的平均間隔。這種滾動平均是有利的，因為穩(wěn)定的輸出時鐘信號內(nèi)的任何頻率變化都相對平穩(wěn)和平緩。當然，從技術(shù)上來說，不排除以非重疊的方式更新平均周期長度值(和/或計算的平均周期長度)。因此，根據(jù)本發(fā)明該方面的另一優(yōu)選實施例，求平均值單元配置為以預定間隔計算和更新平均周期長度值，該預定間隔與輸入時鐘信號的至少兩個周期相等。這里，每個平均周期長度值則表示一個不與任何在前平均間隔有重疊的平均間隔。根據(jù)本發(fā)明該方面的另一優(yōu)選實施例，時鐘再生器包括累加器單元，其配置為接收各個平均周期長度值，基于所接收的平均周期長度值產(chǎn)生各個時間點值，該時間點值表示會生成穩(wěn)定的輸出時鐘信號的指定脈沖時的時間點。這樣，產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出時鐘信號就變成相對簡單容易的工作。優(yōu)選地，緩存單元從累加器單元接收時間點值并臨時存儲這些值中至少一個值。優(yōu)選地，輸出單元進一步配置為讀出在緩存單元中存儲的時間點值中的最舊值，并在讀出的時間點值表示的時間點處為每個讀出的時間點值產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出時鐘信號的脈沖。根據(jù)本發(fā)明該方面的另一優(yōu)選實施例，時鐘再生器還包括計數(shù)器單元。該單元配置為重復產(chǎn)生時間值計數(shù)，該時間值計數(shù)表示采樣時鐘信號從參考時間點開始完成的循環(huán)次數(shù)。這里，輸出單元具體配置為接收時間值計數(shù)；把時間值計數(shù)與從緩存單元中讀出的時間點值進行比較；當時間值計數(shù)與當前時間點值匹配時，產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出時鐘信號的脈沖；然后從緩存單元中讀出隨后的時間 點值，等等。因此，可以以可靠的方式產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出時鐘信號。根據(jù)本發(fā)明該方面的另一優(yōu)選實施例，時鐘再生器包括直接從求平均值單元接收平均周期長度值的緩存單元。緩存單元臨時存儲每個接收的平均周期長度值并響應(yīng)請求消息以先進先出方式把存儲的平均周期長度值轉(zhuǎn)發(fā)給輸出單元。這樣，對于每條接收的請求消息，存儲最久的平均周期長度值被轉(zhuǎn)發(fā)出去。這里，優(yōu)選地，輸出單元還配置為從緩存單元接收平均周期長度值；產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出時鐘信號，使得穩(wěn)定的輸出時鐘信號的每個周期持續(xù)時間為最近接收的平均周期長度值表示的持續(xù)時間；以及在穩(wěn)定的輸出時鐘信號的每個周期完成后向緩存單元發(fā)送請求消息。因此，以可靠但是與前面段落中描述的方式不同的方式產(chǎn)生輸出時鐘信號。根據(jù)本發(fā)明該方面的另一優(yōu)選實施例，時鐘再生器包括延遲單元和延遲調(diào)整單元。延遲單元配置為從求平均值單元接收至少一個舍入誤差值，延遲所述接收的舍入誤差值中的每個舍入誤差值，從而產(chǎn)生相應(yīng)的延遲的舍入誤差值。延遲調(diào)整單元配置為接收輸出單元產(chǎn)生的穩(wěn)定的輸出時鐘信號，從延遲單元接收延遲的舍入誤差值，響應(yīng)所接收延遲的舍入誤差值產(chǎn)生相對由輸出單元產(chǎn)生的輸出時鐘信號延遲的去抖動時鐘信號。延遲在這里是延遲的舍入誤差值的函數(shù)，并且，延遲單元配置為延遲每個所述接收的至少一個舍入誤差值，使得在延遲調(diào)整單元中，相應(yīng)的延遲的舍入誤差值影響與上述舍入誤差值相關(guān)的輸出時鐘信號的周期。這種延遲調(diào)整是有利的，因為可獲得穩(wěn)定的輸出時鐘的極高精度。比如，如下面本發(fā)明詳細說明中所述的那樣，5GHz的采樣時鐘速度可產(chǎn)生高達0. 098ps的精度。根據(jù)本發(fā)明該方面的另一優(yōu)選實施例，時鐘再生器包括頻率轉(zhuǎn)換單元，其配置為接收采樣時鐘信號，并且在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生頻率為比采樣時鐘信號高的一預定因子或為采樣時鐘信號的一預定部分的調(diào)制的采樣時鐘信號。這樣，輸出單元并不限于從采樣時鐘信號中直接產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出時鐘信號。而是可基于調(diào)制的采樣時鐘信號產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出時鐘信號，從而提高設(shè)計靈活度。根據(jù)本發(fā)明另一方面，通過最初描述的方法實現(xiàn)本發(fā)明的目的，其中，在與采樣的輸入時鐘信號表示的多個周期長度值相等的多個周期內(nèi)，對周期長度值進行平均處理。這樣，產(chǎn)生平均周期長度值，該平均周期長度值表示輸入時鐘信號在平均間隔內(nèi)的平均周期時間，所述平均間隔包括與所述多個周期長度值相等的多個周期。然后基于平均周期長度值和采樣時鐘產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出時鐘信號。該方法及其優(yōu)選實施例的益處從上文中結(jié)合所提出的時鐘再生器的討論中顯現(xiàn)出來。根據(jù)本發(fā)明另一方面，本發(fā)明的目的通過計算機程序?qū)崿F(xiàn)，所述計算機程序可直接加載到計算機的存儲器中，并且包括當在計算機上運行所述程序時適于實現(xiàn)所提出的方法的軟件。根據(jù)本發(fā)明另一方面，本發(fā)明的目的通過記錄有程序的計算機可讀介質(zhì)實現(xiàn)，其中，該程序在被加載到計算機內(nèi)時控制計算機執(zhí)行上面提出的方法。本發(fā)明進一步的優(yōu)點、有利的特征和應(yīng)用將從下面的描述和從屬權(quán)利要求中顯現(xiàn)出來。


現(xiàn)在將通過作為實例公開的優(yōu)選實施例并且參照附圖對本發(fā)明進行更詳細說明。圖I為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的時鐘再生器的方框圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的時鐘再生器的方框圖； 圖3為根據(jù)本發(fā)明第三實施例的時鐘再生器的方框圖；以及圖4為根據(jù)本發(fā)明生成穩(wěn)定的輸出時鐘信號的一般方法的流程圖。
具體實施例方式首先參照圖1，圖I為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的時鐘再生器的方框圖。時鐘再生器包括采樣單元110、求平均值單元120和輸出單元150。優(yōu)選地，時鐘再生器還具有累加器單元130和緩存單元140，并且還與處理器單元180以及計算機可讀介質(zhì)185連接。采樣單元110配置為接收具有變化的周期時間的輸入時鐘信號CLKin,以及接收采樣時鐘信號CLKsmpl。采樣時鐘信號CLKsmpl的頻率大體上比輸入時鐘信號CLKin的平均頻率高。通常來說，采樣時鐘信號CLKsmpl具有在50MHz到IOGHz的范圍內(nèi)的頻率，輸入時鐘信號CLKin具有低幾個因子的頻率。比如，輸入時鐘信號CLKin的頻率可以是2MHz，在這種情況下，采樣時鐘信號CLKsmpl的頻率比如可以是IGHz左右。給定2MHz/lGHz的關(guān)系，對于輸入時鐘信號CLKin的每個周期來說，采樣時鐘信號CLKsmpl將通常完成500個循環(huán)，S卩，整數(shù)。采樣單元110還配置為基于采樣時鐘信號CLKsmpJf輸入時鐘信號0^ 進行采樣，并且為輸入時鐘信號CLKin的每個周期產(chǎn)生各自的周期長度值PL。優(yōu)選地，采樣單元110輸出至少6比特來表示周期長度值PL。6比特對于值多達63的周期來說足夠了。但是，在有些實施中，達到2比特這樣少就足夠了，然而，在其他情況下，抖動可能需要用到更多的比特，如果容許輸入時鐘信號CLKin臨時中斷，可以證明16比特是必要的。在上述頻率的情況下，利用16比特，輸入時鐘沒有溢出地中斷0.05ms是可以接受的。優(yōu)選地，采樣單元110還生成表示“溢出標記”的輸出信號。即，可以檢測到用于時鐘再生器重新同步的任何需要是很重要的。如果在這種溢出后沒有對單元進行重新同步，則輸入時鐘信號CLKil^P輸出時鐘信號CLKwt之間的相位差會以不可預測的方式變化。求平均值單元120配置為從采樣單元110接收多個周期長度值PL，在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生平均周期長度值PLavg,該平均周期長度值PLavg表示在平均間隔內(nèi)輸入時鐘信號CLKin的平均周期時間，該平均間隔包括與所述多個周期長度值PL相等的多個周期。比如，平均間隔可以包括256個周期長度值PL (即，2N，其中N = 8)，在這種情況下，求平均值單元120產(chǎn)生平均周期長度值PLavg，其中，每個平均周期長度值PLavg表示歷史間隔的平均周期時間，該歷史間隔包括輸入時鐘信號256個循環(huán)。求平均值單元120配置為滾動或非滾動地更新平均周期長度值PLavg。在滾動地更新的情況下，求平均值單元120更新平均周期長度值PLavg，使得每個非首個平均周期長度值PLavg表示一個與前一平均間隔有重疊的平均間隔。但是，如果求平均值單元120配置為非滾動地更新平均周期長度值PLavg，則以與輸入時鐘信號CLKin的至少兩個周期相等的預定間隔更新平均周期長度值PLavg，使得每個平均周期長度值PLavg表示一個不與任何在前平均間隔有重疊的平均間隔。在任何情況下，輸出單元150配置為基于平均周期長度值PLavg和采樣時鐘信號CLKsmpl產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出時鐘信號CLKtjut。由于穩(wěn)定的輸出時鐘信號CLKrat是基于米樣時鐘信號CLKsmpl的，因此，如果輸出時鐘信號CLKtjut的每個周期與采樣時鐘信號CLKsmpl的整數(shù)個周期對應(yīng)的話，是非常有利的。當然，盡管采樣時鐘信號CLKsmpl的頻率比輸入時鐘信號CLKin高若干個因子(例如500)，但是可能出現(xiàn)的情況是平均周期長度值PLavg不等于精確的整數(shù)個采樣時鐘周期。因此，為了避免系統(tǒng)誤差，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，求平均值單元120配置為進行以下操作。
求平均值單元120產(chǎn)生平均周期長度值PLavg,使得平均周期長度值PLavg等于采樣時鐘信號CLKsmpl的整數(shù)個周期的持續(xù)時間。但是，求平均值單元120還確定舍入誤差值REV,舍入誤差值REV表示針對平均間隔計算的平均周期長度PLeavg和平均周期長度值PLavg的差值。然后，當產(chǎn)生將來的平均周期長度值PLavg時，求平均值單元120補償舍入誤差值REV，使得平均周期長度值PLavg的長時間平均等于計算的周期長度PLeavg的長時間平均。因此，相對計算的平均周期長度PLeavg是否對平均周期長度值PLavg四舍五入并不重要，因為可以后面進行補償。下面的表I通過十進制值的實例說明經(jīng)過輸入時鐘信號CLKin的四個循環(huán)的滾動平均間隔后確定平均周期長度值PLavg，在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出時鐘信號CLKtjut的方法。表I第2列表示輸入時鐘CLKin周期的值?？梢钥闯?，在開始4行，輸入時鐘信號CLKin的周期長度為十進制值8。然后，在第5行到第11行，周期長度增加到十進制值14 ；最后，從第12行開始，周期長度下降到十進制值4。表I第3列表示四個周期長度值PL的滾動總和。需要注意的是，假設(shè)計算中有一行延遲。比如，當周期長度值PL從8變到14并且滾動總和在第6行上開始變化時，這在第5行上是非常明顯的。表I第4列表示所謂修正的滾動總和。在第7行上進行第一次修正，來自前一行(即，第6行)的誤差項加入第7列。第7列的誤差項補償計算的平均周期長度PLmvs和平均周期長度值PLavg之間的任何差值并且將參照第7列進行進一步論述。表I第5列表示第4列的值除以4得到的修正的滾動總和的平均值，4在這里為周期長度值PL的個數(shù)，經(jīng)過這些周期進行了平均處理以確定平均周期長度值PLavg。表I第6列表示第5列向下舍入為整數(shù)的值。請注意，第6列的數(shù)字與輸出時鐘信號CLKwt的周期長度值對應(yīng)，反過來，這些周期長度值可認為是輸入時鐘信號CLKin周期長度值PL低通濾波后的結(jié)果。表I第7列的值分別表示第5列的值減去第6列的值然后乘以4得到的誤差項(即，表示平均間隔)。第2列的周期長度值PL求和得到輸入時鐘信號CLKin每個循環(huán)開始處的各個時間點。表I第8列表示這些時間點，這些時間點又與從時間零點開始接收的采樣時鐘CLKsmpl的時鐘脈沖個數(shù)對應(yīng)。第9列具體表不輸出時鐘信號CLKrat脈沖的時間點。第2列的數(shù)字與指定行求和得到第8列的值。需要注意的是，在第5行，第9列的輸出數(shù)字為40，而第8列的輸入數(shù)字為46 ( SP，較大的數(shù)字)。這就是所謂的非因果行為的實例，其在實際的系統(tǒng)中不會出現(xiàn)。這種現(xiàn)象背后的問題是直到時間點t = 46才獲得為了在時間點t = 40處創(chuàng)建輸出時間信號CLKwt的脈沖所需的息。這種非因果行為通過事實說明輸入時鐘信號CLKin的頻率在第5行下降，而輸入周期長度值PL從8增加到14。為了消除非因果行為，當要生成輸出時鐘信號CLKrat的脈沖時，給計算的時間點加上足夠大的偏移數(shù)。這里，我們已經(jīng)選擇偏移數(shù)15，其體現(xiàn)在表I第10列?？梢钥闯?，有些輸入時間點(第8列)與有些輸出時間點(第10列)相同。這就說明系統(tǒng)快要出現(xiàn)非因果行為。因此，這里，15為最小的可能偏移值。 優(yōu)選地，輸出時鐘信號CLKrat的初始計算的時間點加上偏移數(shù)(相對較大)。這樣，時鐘再生器可處理由于較低頻率、抖動或相位調(diào)制引起的任何非因果行為。在第9列和第10列的第一行，可以明顯看出，在時鐘再生器“意識”到應(yīng)產(chǎn)生所述時鐘脈沖這樣的時間點后的15個采樣時鐘脈沖后，創(chuàng)建輸出時鐘信號CLKwt的脈沖。這就意味著只要輸入時鐘信號CLKin的周期長度為8，非因果行為的邊緣就為
15(即，直到第4行)。但是，當頻率下降使得周期長度變成14時，邊緣已經(jīng)下降到O。
權(quán)利要求
1.一種用于生成穩(wěn)定的輸出時鐘信號(CLKrat)的時鐘再生器,包括 采樣單元(110)，其配置為接收具有變化的周期時間的輸入時鐘信號(CLKin),接收采樣時鐘信號(CLKsmpl),基于所述米樣時鐘信號(CLKsmpl)對所述輸入時鐘信號(CLKin)進行米樣以便為所述輸入時鐘信號(CLKin)的每個周期產(chǎn)生各自的周期長度值(PL)，所述采樣時鐘信號(CLKsmpl)的頻率大體上比所述輸入時鐘信號(CLKin)的平均頻率高， 其特征在于，所述時鐘再生器包括 求平均值單元(120)，其配置為從所述采樣單元(110)接收多個周期長度值(PL)，并基于所接收的多個周期長度值(PU產(chǎn)生平均周期長度值(PLavg),所述平均周期長度值(PLavg)表示所述輸入時鐘信號(CLKin)在平均間隔內(nèi)的平均周期時間，所述平均間隔包括與所述多個周期長度值(PU相等的多個周期；以及 輸出單元(150，151)，其配置為基于所述平均周期長度值(PLavg)和所述采樣時鐘信號(CLKsmpl)產(chǎn)生所述穩(wěn)定的輸出時鐘信號(CLKtjut)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的時鐘再生器，其中，所述求平均值單元(120)配置為 產(chǎn)生所述平均周期長度值(PLavg),使得所述平均周期長度值(PLavg)等于所述采樣時鐘信號(CLKsmpl)的整數(shù)個周期的持續(xù)時間； 確定舍入誤差值(REV)，該舍入誤差值(REV)表示針對所述平均間隔計算的平均周期長度(PLmvs)和所述平均周期長度值(PLavg)之間的差值；以及 當產(chǎn)生將來的平均周期長度值(PLavg)時補償所述舍入誤差值(REV)，使得所述平均周期長度值(PLavg)的長時間平均等于所述計算的周期長度(PLmvs)的長時間平均。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的時鐘再生器，其中，所述求平均值單元(120)配置為進一步基于為在所述平均間隔內(nèi)的所述多個周期長度值(PU中的至少兩個周期長度值(PL)賦予不同加權(quán)值的加權(quán)函數(shù)，來計算所述平均周期長度值(PLavg)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的時鐘再生器，其中，所述求平均值單元(120)配置為滾動地更新所述平均周期長度值(PLavg),使得每個非首個平均周期長度值(PLavg)表示一個與前一平均間隔有重疊的平均間隔。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的時鐘再生器，其中，所述求平均值單元(120)配置為滾動地更新所述計算的平均周期長度值(PLmvs)，使得每個非首個計算的平均周期長度值(PLmvs)表示一個與前一平均間隔有重疊的平均間隔。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的時鐘再生器，其中，所述求平均值單元(120)配置為以預定間隔更新所述平均周期長度值(PLavg),所述預定間隔與所述輸入時鐘信號(CLKin)的至少兩個周期相等，使得每個平均周期長度值(PLavg)表示一個不與任何在前平均間隔有重疊的平均間隔。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的時鐘再生器，包括累加器單元(130)，其配置為接收各個平均周期長度值(PLavg),并基于所接收的各個平均周期長度值(PLavg)產(chǎn)生相應(yīng)的時間點值(TPV)，所述時間點值(TPV)表示應(yīng)生成所述穩(wěn)定的輸出時鐘信號(CLKwt)的指定脈沖時的時間點。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的時鐘再生器，包括緩存單元(140)，其配置為 從累加器單元(130)接收所述時間點值(TPV);以及 臨時存儲所述時間點值(TPV)中的至少一個時間點值(TPV)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的時鐘再生器，其中，所述輸出單元(150)配置為 讀出在所述緩存單元(140)中存儲的所述時間點值(TPV)中的最舊值；以及 對于每個讀出的時間點值(TPV)，在由所述讀出的時間點值(TPV)表示的時間點處產(chǎn)生所述穩(wěn)定的輸出時鐘信號(CLKrat)的脈沖。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的時鐘再生器，包括計數(shù)器單元(160)，其配置為重復產(chǎn)生時間值計數(shù)(TVC)，所述時間值計數(shù)(TVC)表示所述采樣時鐘信號(CLKsmpl)從參考時間點開始完成的循環(huán)次數(shù)，并且，所述輸出單元(150)配置為接收所述時間值計數(shù)(TVC);把所述時間值計數(shù)(TVC)與從所述緩存單元(140)中讀出的時間點值(TPV)進行比較；當所述時間值計數(shù)(TVC)與當前時間點值(TPV)匹配時，產(chǎn)生所述穩(wěn)定的輸出時鐘信號(CLKtjut)的脈沖；然后，從所述緩存單元(140)中讀出隨后的時間點值(TPV)。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項所述的時鐘再生器，包括緩存單元(141)，其配置為 從所述求平均值單元(120)接收所述平均周期長度值(PLavg)； 臨時存儲每個接收的平均周期長度值(PLavg);以及 響應(yīng)請求消息(Rq)以先進先出方式把存儲的平均周期長度值(PLavg)轉(zhuǎn)發(fā)給所述輸出單元(151)，使得針對每個接收的請求消息(Rq)，存儲最久的平均周期長度值(PLavg)被轉(zhuǎn)發(fā)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的時鐘再生器，其中，所述輸出單元(151)配置為 從所述緩存單元(141)接收所述平均周期長度值(PLavg)； 產(chǎn)生所述穩(wěn)定的輸出時鐘信號(CLKtjut),使得所述穩(wěn)定的輸出時鐘信號(CLKtjut)的每個周期的持續(xù)時間為最近接收的平均周期長度值(PLavg)表示的持續(xù)時間；以及 在所述輸出時鐘信號(CLKrat)的每個周期完成后給所述緩存單元(141)發(fā)送請求消息(Rq)。
13.根據(jù)權(quán)利要求2至12中任一項所述的時鐘再生器，包括 延遲單元(195)，其配置為從所述求平均值單元(120)接收至少一個舍入誤差值(REV)，使所述接收的至少一個舍入誤差值(REV)中的每個舍入誤差值(REV)延遲，從而產(chǎn)生相應(yīng)的延遲的舍入誤差值(dREV);以及 延遲調(diào)整單元(190)，其配置為接收所述輸出單元(150，151)產(chǎn)生的所述穩(wěn)定的輸出時鐘信號(CLKwt)，從所述延遲單元(195)接收所述延遲的舍入誤差值(dREV)，響應(yīng)所述延遲的舍入誤差值(dREV)產(chǎn)生去抖動時鐘信號(CLKtu)，所述去抖動時鐘信號(CLKtu)相對于由所述輸出單元(150，151)產(chǎn)生的輸出時鐘信號(CLKwt)延遲，其中，所述延遲是所述延遲的舍入誤差值(dREV)的函數(shù)，并且，所述延遲單元(195)配置為使所述接收的至少一個舍入誤差值(REV)中的每個舍入誤差值(REV)延遲，使得在所述延遲調(diào)整單元(190)中，各個所述延遲的舍入誤差值(dREV)影響與上述舍入誤差值(REV)相關(guān)的輸出時鐘信號(CLKwt)的周期。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的時鐘再生器，包括頻率轉(zhuǎn)換單元(170)，其配置為接收所述采樣時鐘信號(CLKsmpl),并基于所接收的采樣時鐘信號(CLKsmpl)產(chǎn)生調(diào)制的采樣時鐘信號(CLK’ Sfflpl )，所述調(diào)制的采樣時鐘信號(CLK’ Sfflpl)的頻率比所述采樣時鐘信號(CLKsmpl)高出一預定因子或為所述采樣時鐘信號(CLKsmpl)的一預定部分，所述輸出單元(150,151)配置為接收所述調(diào)制的采樣時鐘信號(CLK’ Sfflpl )，并基于所述調(diào)制的采樣時鐘信號(CLK’ smpl)產(chǎn)生所述穩(wěn)定的輸出時鐘信號(CLKrat)tj
15.—種生成穩(wěn)定的輸出時鐘信號(CLKrat)的方法,包括 接收具有變化的周期時間的輸入時鐘信號(CLKin);以及 基于采樣時鐘(CLKsmpl)對所述輸入時鐘信號(CLKin)進行采樣，以便為所述輸入時鐘信號(CLKin)的多個周期產(chǎn)生各自的周期長度值(PL)，所述采樣時鐘信號(CLKsmpl)的頻率大體上比所述輸入時鐘信號(CLKin)的平均頻率高， 其特征在于， 在與所述多個周期長度值(PU相等的多個周期內(nèi)，對所述周期長度值(PL)求平均值，以產(chǎn)生平均周期長度值(PLavg)，所述平均周期長度值(PLavg)表示在平均間隔內(nèi)所述輸入時鐘信號(CLKin)的平均周期時間，所述平均間隔包括與所述多個周期長度值(PL)相等的多個周期；以及 基于所述平均周期長度值(PLavg)和所述采樣時鐘信號(CLKsmpl)產(chǎn)生所述穩(wěn)定的輸出時鐘信號(CLKout)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法,包括 產(chǎn)生所述平均周期長度值(PLavg),使得所述平均周期長度值(PLavg)等于所述采樣時鐘信號(CLKsmpl)的整數(shù)個周期的持續(xù)時間； 確定舍入誤差值(REV)，所述舍入誤差值(REV)表示針對所述平均間隔計算的平均周期長度(PLmvs)和所述平均周期長度值(PLavg)之間的差值；以及 當產(chǎn)生將來的平均周期長度值(PLavg)時補償所述舍入誤差值(REV)，使得所述平均周期長度值(PLavg)的長時間平均等于所述計算的周期長度(PLmvs)的長時間平均。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的方法，包括進一步基于為在所述平均間隔內(nèi)的所述多個周期長度值(PU中的至少兩個周期長度值(PL)賦予不同加權(quán)值的加權(quán)函數(shù)，來計算所述平均周期長度值(PLavg)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項所述的方法，包括滾動地更新所述平均周期長度值(PLavg)，使得每個非首個平均周期長度值(PLavg)表示一個與前一平均間隔有重疊的平均間隔。
19.根據(jù)權(quán)利要求15至18中任一項所述的方法，包括滾動地更新所述計算的平均周期長度值(PLeavg),使得每個非首個計算的平均周期長度值(PLeavg)表示一個與前一平均間隔有重疊的平均間隔。
20.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項所述的方法，包括以預定間隔更新所述平均周期長度值(PLavg),所述預定間隔與所述輸入時鐘信號(CLKin)的至少兩個周期相等，使得每個所述平均周期長度值(PLavg)表示一個不與任何在前平均間隔有重疊的平均間隔。
21.根據(jù)權(quán)利要求15至20中任一項所述的方法，包括 接收每個所述平均周期長度值(PLavg)，以及 基于所接收的平均周期長度值(PLavg)產(chǎn)生相應(yīng)的時間點值(TPV)，所述時間點值(TPV)表示應(yīng)生成所述輸出時鐘信號(CLKtjut)的指定脈沖時的時間點。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，包括在緩存單元(140)中臨時存儲所述時間點值(TPV)中的至少一個時間點值(TPV)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，包括 讀出在所述緩存單元(140)中存儲的所述時間點值(TPV)中的最舊值；以及對于每個讀出的時間點值(TPV)，在由所述讀出的時間點值(TPV)表示的時間點處產(chǎn)生所述穩(wěn)定的輸出時鐘信號(CLKrat)的脈沖。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，包括 重復產(chǎn)生時間值計數(shù)(TVC)，所述時間值計數(shù)(TVC)表示所述采樣時鐘信號(CLKsmpl)從參考時間點開始完成的循環(huán)次數(shù)； 把所述時間值計數(shù)(TVC)與從所述緩存單元(140)中讀出的時間點值(TPV)進行比較； 當所述時間值計數(shù)(TVC)與當前時間點值(TPV)匹配時，產(chǎn)生所述穩(wěn)定的輸出時鐘信號(CLKout)的脈沖；以及 然后，從所述緩存單元(140)中讀出隨后的時間點值(TPV)。
25.根據(jù)權(quán)利要求15至20中任一項所述的方法，包括 在緩存單元(141)中接收來自所述求平均值單元(120)的所述平均周期長度值(PLavg); 在所述緩存單元(141)中臨時存儲每個接收的平均周期長度值(PLavg);以及響應(yīng)請求消息(Rq)以先進先出方式轉(zhuǎn)發(fā)所述緩存單元(141)中存儲的平均周期長度值(PLavg),使得針對每條接收的請求消息(Rq)，存儲最久的平均周期長度值(PLavg)被轉(zhuǎn)發(fā)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，包括 從所述緩存單元(141)接收所述平均周期長度值(PLavg)； 產(chǎn)生所述穩(wěn)定的輸出時鐘信號(CLKtjut),使得所述穩(wěn)定的輸出時鐘信號(CLKtjut)的每個周期的持續(xù)時間為最近接收的平均周期長度值(PLavg)表示的持續(xù)時間；以及 在所述輸出時鐘信號(CLKrat)的每個周期完成后向所述緩存單元(141)發(fā)送請求消息(Rq)。
27.根據(jù)權(quán)利要求16至26中任一項所述的方法，包括 延遲至少一個舍入誤差值(REV)； 因此，產(chǎn)生至少一個相應(yīng)的延遲的舍入誤差值(dREV)； 接收所述穩(wěn)定的輸出時鐘信號(CLKwt)； 接收所述延遲的舍入誤差值(dREV)； 響應(yīng)所述延遲的舍入誤差值(dREV)產(chǎn)生去抖動時鐘信號(CLKtu)，所述去抖動時鐘信號(CLKdj)相對于所述輸出時鐘信號(CLKrat)延遲，其中，所述延遲是所述延遲的舍入誤差值(dREV)的函數(shù)，并且，所述延遲的持續(xù)時間使得各個接收的延遲的舍入誤差值(dREV)影響與上述舍入誤差值(REV)相關(guān)的輸出時鐘信號(CLKwt)的周期。
28.根據(jù)權(quán)利要求15至27中任一項所述的方法，包括 基于所述采樣時鐘信號(CLKsmpl)產(chǎn)生調(diào)制的采樣時鐘信號(CLK’ smpl)，所述調(diào)制的采樣時鐘信號(CLK’smpl)的頻率比所述采樣時鐘信號(CLKsmpl)高出一預定因子或為所述采樣時鐘信號(CLKsmpl)的一預定部分；以及 基于所述調(diào)制的采樣時鐘信號(CLK’smpl)而不是所述采樣時鐘信號(CLKsmpl)產(chǎn)生所述穩(wěn)定的輸出時鐘信號(CLKrat)。
29.一種能夠載入到計算機的存儲器(185)內(nèi)的計算機程序，包括當所述程序在所述計算機上運行時用于控制根據(jù)權(quán)利要求15至28中任一項所述的步驟的軟件。
30.一種計算機可讀介質(zhì)(185)，具有記錄在所述計算機可讀介質(zhì)(185)上的程序，其中，當所述程序被載入到所述計算機內(nèi)時所述程序?qū)⑹褂嬎銠C控制根據(jù)權(quán)利要求15至28中任一項所述的步驟。
全文摘要
一種采樣單元(110)，該采樣單元(110)接收具有變化的周期時間的輸入時鐘信號(CLKin)，并且基于采樣時鐘信號(CLKsmpl)對輸入時鐘信號(CLKin)進行采樣，采樣時鐘信號(CLKsmpl)的頻率大體上比輸入時鐘信號(CLKin)的平均頻率高。采樣單元(110)為輸入時鐘信號(CLKin)的每個周期產(chǎn)生各自的周期長度值(PL)。一種求平均值單元(120)，該求平均值單元(120)從采樣單元(110)接收多個周期長度值(PL)并基于所接收的周期長度值(PL)產(chǎn)生平均周期長度值(PLavg)，平均周期長度值(PLavg)表示所述輸入時鐘信號(CLKin)在平均間隔內(nèi)的平均周期時間，所述平均間隔包括與所述多個周期長度值(PL)相等的多個周期。一種輸出單元(151)，該輸出單元(151)基于平均周期長度值(PLavg)和采樣時鐘信號(CLKsmpl)產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出時鐘信號(CLKout)。
文檔編號G01R23/02GK102771077SQ201080064213
公開日2012年11月7日 申請日期2010年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月17日
發(fā)明者G·福爾斯貝里 申請人:模式轉(zhuǎn)換系統(tǒng)有限公司