一種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，該電路包括：時(shí)鐘產(chǎn)生模塊，接收輸入時(shí)鐘信號(hào)，產(chǎn)生多路同頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)，發(fā)送給時(shí)鐘選擇模塊；時(shí)鐘選擇模塊在多路同頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)中選擇連續(xù)的多路時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給鑒相器；以及選擇一路時(shí)鐘信號(hào)作為數(shù)據(jù)時(shí)鐘發(fā)送給數(shù)字相關(guān)性處理模塊；鑒相器接收輸入數(shù)據(jù)，并根據(jù)多路過(guò)采樣時(shí)鐘對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)采樣，將過(guò)采樣數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)字相關(guān)性處理模塊；數(shù)字相關(guān)性處理模塊對(duì)過(guò)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，恢復(fù)出數(shù)據(jù)并反饋一個(gè)時(shí)鐘選擇信號(hào)給時(shí)鐘選擇模塊；時(shí)鐘選擇模塊根據(jù)反饋的時(shí)鐘選擇信號(hào)，選擇與恢復(fù)出數(shù)據(jù)同相的時(shí)鐘信號(hào)并輸出。該電路具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、鎖定時(shí)間短、恢復(fù)出的時(shí)鐘抖動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及數(shù)字通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路。

【背景技術(shù)】
[0002] 時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路是高速收發(fā)器的核也模塊，而高速收發(fā)器是通信系統(tǒng)中的重要 組成部分。當(dāng)數(shù)據(jù)流在串行數(shù)據(jù)線路中傳輸時(shí)，并沒(méi)有附帶時(shí)鐘信號(hào)，串行數(shù)據(jù)接收端需通 過(guò)時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路CDR(Clock and Data Recovery)從接收到的含有較大干擾和抖動(dòng)的 數(shù)字信號(hào)中提取同步時(shí)鐘，并利用該同步時(shí)鐘對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)重新采樣，得到穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)。 圖1是時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的原理圖，如圖1所示，設(shè)計(jì)時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路有兩個(gè)基本目標(biāo)， 一個(gè)是恢復(fù)原數(shù)據(jù)流的時(shí)鐘，另一個(gè)是數(shù)據(jù)重定時(shí)。數(shù)據(jù)恢復(fù)一般是通過(guò)一個(gè)D觸發(fā)器來(lái) 實(shí)現(xiàn)，時(shí)鐘恢復(fù)主要是從接收到的包含有噪聲的失真數(shù)據(jù)流中提取出嵌入在數(shù)據(jù)中的同步 時(shí)鐘信息。通常用來(lái)實(shí)現(xiàn)CDR有兩種方法；基于鎖相環(huán)化L (地ase-locked loop)的時(shí)鐘數(shù) 據(jù)恢復(fù)方法和基于過(guò)采樣法（Oversampling)結(jié)構(gòu)的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)方法。圖2是基于鎖相 環(huán)的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的原理圖，如圖2所示，鎖相環(huán)法是閉環(huán)反饋結(jié)構(gòu)，其工作原理是利 用反饋環(huán)路將從輸入數(shù)據(jù)比特流中檢測(cè)到的時(shí)鐘邊沿與接收端的時(shí)鐘沿對(duì)齊，提取出同步 時(shí)鐘，并通過(guò)D觸發(fā)器用提取的時(shí)鐘采樣數(shù)據(jù)比特流來(lái)恢復(fù)數(shù)據(jù)。過(guò)采樣法則是選用本地 時(shí)鐘，在一個(gè)數(shù)據(jù)位寬度內(nèi)多次采樣，所選用的本地時(shí)鐘往往是輸入數(shù)據(jù)速率的幾倍，在多 次采樣得到的數(shù)據(jù)中利用特定的判決算法恢復(fù)出正確的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)。過(guò)采樣時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù) 方法分為同頻多相過(guò)采樣法和數(shù)據(jù)延遲鏈過(guò)采樣法。圖3是基于同頻多相過(guò)采樣法的時(shí)鐘 數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的原理圖。圖4是基于數(shù)據(jù)延遲鏈過(guò)采樣法的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的原理圖。 傳統(tǒng)的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路一般是基于鎖相環(huán)方法或過(guò)采樣的方法，但該兩種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù) 方法都存在自身的缺點(diǎn)；基于鎖相環(huán)的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路存在鎖定時(shí)間長(zhǎng)、有限的相位捕 獲范圍等缺點(diǎn)，基于過(guò)采樣的時(shí)鐘恢復(fù)電路存在數(shù)字電路復(fù)雜、恢復(fù)出時(shí)鐘抖動(dòng)大等缺點(diǎn)。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 本實(shí)用新型提供了一種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，W解決現(xiàn)有時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)方案存在的 恢復(fù)出的時(shí)鐘抖動(dòng)大、鎖定時(shí)間長(zhǎng)等缺陷。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是該樣實(shí)現(xiàn)的：
[0005] 本實(shí)用新型提供了一種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，該電路包括；時(shí)鐘產(chǎn)生模塊、時(shí)鐘選擇 模塊、鑒相器和數(shù)字相關(guān)性處理模塊；
[0006] 時(shí)鐘產(chǎn)生模塊，用于接收外部輸入的時(shí)鐘信號(hào)，根據(jù)輸入時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生多路同頻 不同相的時(shí)鐘信號(hào)，將多路同頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給時(shí)鐘選擇模塊；
[0007] 時(shí)鐘選擇模塊，用于在多路同頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)中選擇連續(xù)的多路時(shí)鐘信號(hào)作 為過(guò)采樣時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給鑒相器；W及，在多路同頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)中選擇一路時(shí)鐘信 號(hào)作為數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給數(shù)字相關(guān)性處理模塊；
[0008] 鑒相器，用于接收外部輸入的數(shù)據(jù)，并根據(jù)多路過(guò)采樣時(shí)鐘信號(hào)對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行 過(guò)采樣，將過(guò)采樣數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)字相關(guān)性處理模塊；
[0009] 數(shù)字相關(guān)性處理模塊，用于對(duì)過(guò)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷處理，恢復(fù)出數(shù)據(jù)；并根據(jù)恢復(fù) 出的數(shù)據(jù)反饋一個(gè)時(shí)鐘選擇信號(hào)給時(shí)鐘選擇模塊；
[0010] 時(shí)鐘選擇模塊，還用于根據(jù)數(shù)字相關(guān)性處理模塊反饋的時(shí)鐘選擇信號(hào)，在多路同 頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)中選擇與恢復(fù)出的數(shù)據(jù)同相的時(shí)鐘信號(hào)作為恢復(fù)出的時(shí)鐘信號(hào)并輸 出。
[0011] 可選地，數(shù)字相關(guān)性處理模塊包括；數(shù)字相關(guān)器和有限狀態(tài)機(jī)；
[0012] 數(shù)字相關(guān)器，對(duì)鑒相器發(fā)送的過(guò)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字相關(guān)性分析，判斷出過(guò)采樣數(shù) 據(jù)中高電平或者低電平的個(gè)數(shù)信息，并將高電平或低電平的個(gè)數(shù)信息發(fā)送給有限狀態(tài)機(jī)； W及判斷過(guò)采樣數(shù)據(jù)中的高電平或者低電平的位置分布信息，將高電平或者低電平的位置 分布信息發(fā)送給有限狀態(tài)機(jī)；
[0013] 有限狀態(tài)機(jī)，用于根據(jù)高電平或者低電平的個(gè)數(shù)信息、高電平或者低電平的位置 信息，W及時(shí)鐘選擇模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)出數(shù)據(jù)并輸出。
[0014] 可選地，多路同頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)為16路同頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)；
[0015] 連續(xù)的多路過(guò)采樣時(shí)鐘信號(hào)為連續(xù)的8路過(guò)采樣時(shí)鐘信號(hào)，該連續(xù)的8路過(guò)采樣 時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行并發(fā)過(guò)采樣。
[0016] 可選地，時(shí)鐘產(chǎn)生模塊包括一個(gè)具有16個(gè)狀態(tài)的移位寄存器；移位寄存器由16對(duì) 連續(xù)成對(duì)的上升沿觸發(fā)器和下降沿觸發(fā)器組成；
[0017] 時(shí)鐘產(chǎn)生模塊通過(guò)移位寄存器產(chǎn)生16路同頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)；
[001引 或者，
[0019] 時(shí)鐘產(chǎn)生模塊通過(guò)兩個(gè)鎖相環(huán)電路產(chǎn)生16路同頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)。
[0020] 可選地，鑒相器為bang-bang鑒相器，該鑒相器包括8個(gè)雙邊沿D觸發(fā)器。
[0021] 可選地，輸入數(shù)據(jù)的編碼方式為非歸零碼NRZ編碼方式。
[0022] 本實(shí)用新型的該種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，具有鎖相環(huán)電路閉環(huán)的特性還具有過(guò)采樣 時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)方法鎖定時(shí)間短、相位捕獲范圍廣、能夠產(chǎn)生同頻多相時(shí)鐘的優(yōu)點(diǎn)，電路結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、恢復(fù)出的時(shí)鐘抖動(dòng)小、成本低并易于集成化。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1是時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的原理圖；
[0024] 圖2是基于鎖相環(huán)的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的原理圖；
[00巧]圖3是基于同頻多相過(guò)采樣法的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的原理圖；
[0026] 圖4是基于數(shù)據(jù)延遲鏈過(guò)采樣法的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的原理圖；
[0027] 圖5是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例提供的一種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0028] 圖6是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例提供的一種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的示意圖；
[0029] 圖7是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例提供的一種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路中的有限狀態(tài)機(jī)的 操作流程示意圖；
[0030] 圖8本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例提供的一種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031] 本實(shí)用新型的核也思想是；針對(duì)現(xiàn)有的基于鎖相環(huán)的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路和基于過(guò) 采樣法的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路各自存在的問(wèn)題，提供一種將鎖相環(huán)法與過(guò)采樣法相結(jié)合的基 于FPGA(Field -Programm油le Gate Array)的全數(shù)字時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，與用數(shù)字器件 代替?zhèn)鹘y(tǒng)CDR電路中的每一個(gè)模擬器件不同，本實(shí)用新型的該種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路是基于 輸入數(shù)據(jù)之間的數(shù)字相關(guān)性而不是簡(jiǎn)單的在眼圖的中間位置采樣，恢復(fù)的數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定可 靠。并且，恢復(fù)出的時(shí)鐘相位移動(dòng)多少由有限狀態(tài)機(jī)FSM(Finite State Machine)決定，確 ?；謴?fù)出的時(shí)鐘信號(hào)與恢復(fù)出的數(shù)據(jù)同相。該時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路具有鎖相環(huán)時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù) 方法閉環(huán)的特性，并具有過(guò)采樣時(shí)鐘恢復(fù)電路產(chǎn)生同頻多相時(shí)鐘的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)克服了兩種數(shù) 據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)方案的缺點(diǎn)，恢復(fù)的時(shí)鐘抖動(dòng)小并且電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
[0032] 圖5是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例提供的一種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的結(jié)構(gòu)框圖，參見(jiàn)圖 5,該時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路500包括；時(shí)鐘產(chǎn)生模塊501、時(shí)鐘選擇模塊502、鑒相器503和數(shù)字 相關(guān)性處理模塊504 ;
[0033] 時(shí)鐘產(chǎn)生模塊501，用于接收外部輸入的時(shí)鐘信號(hào)，根據(jù)輸入時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生多路同 頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)，將多路同頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給時(shí)鐘選擇模塊502 ;
[0034] 時(shí)鐘選擇模塊502,用于在多路同頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)中選擇連續(xù)的多路時(shí)鐘信 號(hào)作為過(guò)采樣時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給鑒相器503; W及，在多路同頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)中選擇一 路時(shí)鐘信號(hào)作為數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給數(shù)字相關(guān)性處理模塊504 ;
[00巧]鑒相器503,用于接收外部輸入的數(shù)據(jù)，并根據(jù)多路過(guò)采樣時(shí)鐘信號(hào)對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn) 行過(guò)采樣，將過(guò)采樣數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)字相關(guān)性處理模塊504 ;
[0036] 數(shù)字相關(guān)性處理模塊504,用于對(duì)過(guò)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷處理，恢復(fù)出數(shù)據(jù)；并根據(jù) 恢復(fù)出的數(shù)據(jù)反饋一個(gè)時(shí)鐘選擇信號(hào)給時(shí)鐘選擇模塊502 ;
[0037] 時(shí)鐘選擇模塊502,還用于根據(jù)數(shù)字相關(guān)性處理模塊504反饋的時(shí)鐘選擇信號(hào)，在 多路同頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)中選擇與恢復(fù)出的數(shù)據(jù)同相的時(shí)鐘信號(hào)作為恢復(fù)出的時(shí)鐘信 號(hào)并輸出。
[0038] 該時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的工作原理為；時(shí)鐘產(chǎn)生模塊501產(chǎn)生多路同頻多相（即頻 率相同，相位不同的）的時(shí)鐘信號(hào)，作為過(guò)采樣時(shí)鐘；當(dāng)外部的數(shù)據(jù)輸入后送入鑒相器503 的過(guò)采樣模塊進(jìn)行過(guò)采樣，過(guò)采樣的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)字相關(guān)性處理模塊504處理后，決定其為 高電平或低電平，而后作為恢復(fù)數(shù)據(jù)輸出；數(shù)字相關(guān)性處理模塊504同時(shí)產(chǎn)生時(shí)鐘反饋信 號(hào)給時(shí)鐘選擇模塊502,選擇與恢復(fù)數(shù)據(jù)同相的時(shí)鐘輸出。
[0039] 本實(shí)用新型的該種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，在FPGA內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，具有鎖相環(huán)時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢 復(fù)電路閉環(huán)、過(guò)采樣時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路鎖定時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)，并且能夠產(chǎn)生同頻多相時(shí)鐘，易 于集成化、恢復(fù)出的時(shí)鐘信號(hào)抖動(dòng)小等有益效果。
[0040] 圖6是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例提供的一種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的示意圖，參見(jiàn)圖6， 時(shí)鐘產(chǎn)生模塊W輸入時(shí)鐘作為基準(zhǔn)時(shí)鐘產(chǎn)生多相時(shí)鐘信號(hào)，在本實(shí)施例中，輸入時(shí)鐘的頻 率為數(shù)據(jù)速率的四倍。時(shí)鐘產(chǎn)生模塊用來(lái)產(chǎn)生多路頻率相同相位不同的備選時(shí)鐘信號(hào)，其 中，每?jī)蓚€(gè)連續(xù)的備選時(shí)鐘信號(hào)之間的時(shí)延是輸入時(shí)鐘周期的一半。
[0041] 在本實(shí)施例中，考慮FPGA的資源開(kāi)銷(xiāo)等情況，時(shí)鐘產(chǎn)生模塊產(chǎn)生了 16路同頻不同 相的時(shí)鐘信號(hào)。具體的，時(shí)鐘產(chǎn)生模塊包括一個(gè)具有16個(gè)狀態(tài)的移位寄存器；移位寄存器 由16對(duì)連續(xù)成對(duì)的上升沿觸發(fā)器和下降沿觸發(fā)器組成；時(shí)鐘產(chǎn)生模塊通過(guò)移位寄存器產(chǎn) 生16路同頻不同相位的時(shí)鐘信號(hào)；或者，時(shí)鐘產(chǎn)生模塊通過(guò)兩個(gè)鎖相環(huán)電路產(chǎn)生16路同頻 不同相位的時(shí)鐘信號(hào)，在FPGA內(nèi)部通過(guò)兩個(gè)鎖相環(huán)電路產(chǎn)生16路頻率相同相位不同的時(shí) 鐘信號(hào)為現(xiàn)有技術(shù)，此處不再費(fèi)述。該設(shè)計(jì)方案能鎖定16路不同相位備選時(shí)鐘信號(hào)中的任 何一路時(shí)鐘信號(hào)，相位捕捉范圍廣。
[0042] 時(shí)鐘選擇模塊的功能是作為數(shù)字和相位的轉(zhuǎn)換器，時(shí)鐘選擇模塊接收時(shí)鐘產(chǎn)生模 塊發(fā)送的頻率相同相位不同的16路時(shí)鐘信號(hào)，優(yōu)選的，在16路時(shí)鐘信號(hào)中選擇8路時(shí)鐘信 號(hào)作為過(guò)采樣時(shí)鐘信號(hào)，發(fā)送給鑒相器。在選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)滿足該8路采樣時(shí)鐘必須是連續(xù) 的該一條件，每相鄰兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)之間有固定的相位差，但是8路時(shí)鐘信號(hào)的起始時(shí)鐘的 選擇是任意的。對(duì)應(yīng)的，鑒相器中也包括8個(gè)雙邊沿D觸發(fā)器。在本實(shí)施例中，鑒相器為 bang-bang鑒相器，鑒相器還接收外部輸入的數(shù)據(jù)信號(hào)。
[0043] 8路過(guò)采樣時(shí)鐘信號(hào)通過(guò)8個(gè)雙邊沿觸發(fā)器對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)采樣。使得時(shí)鐘選 擇模塊能在1個(gè)bit周期內(nèi)產(chǎn)生8個(gè)并發(fā)的采樣數(shù)據(jù)。時(shí)鐘選擇模塊還在16路時(shí)鐘信號(hào) 中選擇一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)作為數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)送入數(shù)字相關(guān)性處理模塊。
[0044] 此外，時(shí)鐘選擇模塊還W數(shù)字相關(guān)性處理模塊反饋的時(shí)鐘選擇信號(hào)為輸入，并據(jù) 此選擇與恢復(fù)出的數(shù)據(jù)相同相位的時(shí)候信號(hào)，作為恢復(fù)出的時(shí)鐘信號(hào)并輸出。
[0045] 參見(jiàn)圖6,數(shù)字相關(guān)性處理模塊包括；數(shù)字相關(guān)器和有限狀態(tài)機(jī)；
[0046] 數(shù)字相關(guān)器，對(duì)鑒相器發(fā)送的過(guò)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字相關(guān)性分析，判斷出過(guò)采樣數(shù) 據(jù)中高電平或者低電平的個(gè)數(shù)信息，并將高電平或低電平的個(gè)數(shù)信息發(fā)送給有限狀態(tài)機(jī)； W及判斷過(guò)采樣數(shù)據(jù)中的高電平或者低電平的位置分布信息，將高電平或者低電平的位置 分布信息發(fā)送給有限狀態(tài)機(jī)；有限狀態(tài)機(jī)，根據(jù)高電平或者低電平的個(gè)數(shù)信息、高電平或者 低電平的位置信息，W及時(shí)鐘選擇模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)出數(shù)據(jù)并輸出。
[0047] 在本實(shí)施例中，數(shù)字相關(guān)性處理模塊中的數(shù)字相關(guān)器在8位采樣數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)符號(hào) 之間進(jìn)行了數(shù)字相關(guān)性分析。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，輸入數(shù)據(jù)的編碼方式為非歸零碼 NRZ (Not Re化rn to Zero)編碼方式。NRZ編碼是雙極性碼的一種，根據(jù)信號(hào)是否歸零，雙 極性碼可W劃分為歸零碼和非歸零碼，而非歸零碼是沒(méi)有回歸到零電平的過(guò)程。
[0048] 針對(duì)非歸零碼編碼方式的數(shù)據(jù)，數(shù)字相關(guān)器利用一個(gè)求和電路統(tǒng)計(jì)采樣值中為高 電平的個(gè)數(shù)，并賦值給信號(hào)Sum后輸出到有限狀態(tài)機(jī)。同時(shí)，數(shù)字相關(guān)器產(chǎn)生一個(gè)化Down信 號(hào)用來(lái)指示采樣高電平的位置，如果前四個(gè)采樣值的和大于后四個(gè)采樣值的和，則化Down 的值為高電平，否則為低電平。Sum信號(hào)和化Down信號(hào)為有限狀態(tài)機(jī)的判斷輸出提供了必 要的信息，有限狀態(tài)機(jī)利用Sum和化Down信息來(lái)判定輸入數(shù)據(jù)比特是1還是0,并且反饋一 個(gè)時(shí)鐘選擇信號(hào)給時(shí)鐘選擇模塊，W便選擇與恢復(fù)出的數(shù)據(jù)同相的時(shí)鐘信號(hào)。
[0049] 有限狀態(tài)機(jī)W時(shí)鐘選擇模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)化taClk作為輸入時(shí)鐘，并根 據(jù)數(shù)字相關(guān)器輸入的信號(hào)Sum和化Down進(jìn)行相關(guān)處理后輸出H個(gè)信號(hào)；Sel、化taOut和 Lock。其中，Sel信號(hào)為數(shù)字相關(guān)性處理模塊反饋的時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)鐘選擇模塊根據(jù)Sel信號(hào) 選擇與恢復(fù)出的數(shù)據(jù)同相的時(shí)鐘信號(hào)，作為恢復(fù)出的時(shí)鐘信號(hào)并輸出。DataOut信號(hào)為經(jīng)過(guò) 有限狀態(tài)機(jī)判斷處理后恢復(fù)的數(shù)據(jù)信號(hào)。有限狀態(tài)機(jī)輸出的Lock信號(hào)為鎖定信號(hào)，表示恢 復(fù)出的時(shí)鐘信號(hào)是否有效。
[0050] 圖7是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例提供的一種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路中的有限狀態(tài)機(jī)的 操作流程示意圖，如圖7所示，垂直的實(shí)線發(fā)生在數(shù)據(jù)時(shí)鐘化taQk的上升沿，即有限狀態(tài) 機(jī)鎖定的時(shí)刻。數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)的化taQk的第一個(gè)上升沿時(shí)刻，有限狀態(tài)機(jī)處于RST復(fù)位 狀態(tài)。因?yàn)樵诖藭r(shí)刻沒(méi)有有效的采樣信息，所W有限狀態(tài)機(jī)不會(huì)做任何操作。在數(shù)據(jù)時(shí)鐘 DataCnk的下一個(gè)上升沿時(shí)刻，若數(shù)字相關(guān)器的輸出信號(hào)Sum的值為6巧個(gè)采樣值中有6個(gè) 采樣值為高電平），信號(hào)化Down為高電平，即前四個(gè)采樣值都為高電平，后四個(gè)采樣值中的 兩個(gè)為高電平。
[005。 有限狀態(tài)機(jī)基于Sum和化Down信息，判定當(dāng)前的數(shù)據(jù)比特bit為高電平，結(jié)合有 限狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)可W確定電路內(nèi)部恢復(fù)出的時(shí)鐘比數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)鐘晚了 2個(gè)采樣周期。根 據(jù)該一信息，有限狀態(tài)機(jī)將Sel信號(hào)的當(dāng)前值減2后發(fā)送給時(shí)鐘選擇模塊。如果沒(méi)有狀態(tài) 的改變，當(dāng)數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)化taQk的第H個(gè)上升沿到來(lái)時(shí)，如圖7中垂直虛線所處的時(shí)刻， 有限狀態(tài)機(jī)控制數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)化taCnk移相到最佳的位置。此時(shí)，Sum信號(hào)的值為0。時(shí)鐘 選擇模塊根據(jù)信號(hào)Sel的值，在16路時(shí)鐘信號(hào)中找到比當(dāng)前數(shù)據(jù)時(shí)鐘晚兩個(gè)固定相位差的 時(shí)鐘（W 16路時(shí)鐘信號(hào)為例，每?jī)蓚€(gè)時(shí)鐘信號(hào)之間固定的相位差為22. 5°，比當(dāng)前數(shù)據(jù)時(shí) 鐘晚兩個(gè)時(shí)鐘周期，也就是找到比當(dāng)前時(shí)鐘信號(hào)晚45°的時(shí)鐘信號(hào)）恢復(fù)出的時(shí)鐘信號(hào)的 相位與傳輸?shù)臄?shù)據(jù)時(shí)鐘同相，輸出信號(hào)Lock有效。
[0052] 需要說(shuō)明的是，在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字相關(guān)器統(tǒng)計(jì)的是采樣數(shù)據(jù)中 高電平的個(gè)數(shù)并賦值給信號(hào)Sum。在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，也可W利用求和電路統(tǒng)計(jì) 采樣數(shù)據(jù)中的低電平的個(gè)數(shù)作為信號(hào)Sum的值。實(shí)際應(yīng)用中，如果統(tǒng)計(jì)的是低電平的個(gè)數(shù)， 信號(hào)Sum的值根據(jù)采樣數(shù)據(jù)中低電平的個(gè)數(shù)變化時(shí)，相應(yīng)的化Down信號(hào)、數(shù)字相關(guān)性處理 模塊的輸出信號(hào)Sel W及有限狀態(tài)機(jī)也要跟著變化，統(tǒng)計(jì)采樣數(shù)據(jù)中的高電平的數(shù)量與低 電平的數(shù)量?jī)烧咧g的差別是：當(dāng)Sum信號(hào)統(tǒng)計(jì)的是采樣數(shù)據(jù)中的高電平個(gè)數(shù)時(shí)，是將恢 復(fù)出的時(shí)鐘信號(hào)和恢復(fù)出的數(shù)據(jù)信號(hào)兩者上升沿的相位差進(jìn)行比較（參見(jiàn)圖7);反之，貝U 比較兩者之間下降沿的相位差。
[0053] 在本實(shí)施例中，有限狀態(tài)機(jī)設(shè)定了 5種明顯不同的狀態(tài)，具體的狀態(tài)如表1所示：
[0054]

【權(quán)利要求】
1. 一種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，其特征在于，該電路包括：時(shí)鐘產(chǎn)生模塊、時(shí)鐘選擇模塊、 鑒相器和數(shù)字相關(guān)性處理模塊； 所述時(shí)鐘產(chǎn)生模塊，用于接收外部輸入的時(shí)鐘信號(hào)，根據(jù)所述輸入時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生多路 同頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)，將所述多路同頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給所述時(shí)鐘選擇模塊； 所述時(shí)鐘選擇模塊，用于在所述多路同頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)中選擇連續(xù)的多路時(shí)鐘信 號(hào)作為過(guò)采樣時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給所述鑒相器；以及，在所述多路同頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)中選 擇一路時(shí)鐘信號(hào)作為數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給所述數(shù)字相關(guān)性處理模塊； 所述鑒相器，用于接收外部輸入的數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述多路過(guò)采樣時(shí)鐘信號(hào)對(duì)輸入數(shù)據(jù) 進(jìn)行過(guò)采樣，將過(guò)采樣數(shù)據(jù)發(fā)送給所述數(shù)字相關(guān)性處理模塊； 所述數(shù)字相關(guān)性處理模塊，用于對(duì)所述過(guò)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷處理，恢復(fù)出數(shù)據(jù)；并根據(jù) 恢復(fù)出的數(shù)據(jù)反饋一個(gè)時(shí)鐘選擇信號(hào)給所述時(shí)鐘選擇模塊； 所述時(shí)鐘選擇模塊，還用于根據(jù)所述數(shù)字相關(guān)性處理模塊反饋的時(shí)鐘選擇信號(hào)，在所 述多路同頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)中選擇與恢復(fù)出的數(shù)據(jù)同相的時(shí)鐘信號(hào)作為恢復(fù)出的時(shí)鐘 信號(hào)并輸出。
2. 如權(quán)利要求1所述的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，其特征在于，所述數(shù)字相關(guān)性處理模塊包 括：數(shù)字相關(guān)器和有限狀態(tài)機(jī)； 所述數(shù)字相關(guān)器，對(duì)所述鑒相器發(fā)送的過(guò)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字相關(guān)性分析，判斷出所述 過(guò)采樣數(shù)據(jù)中高電平或者低電平的個(gè)數(shù)信息，并將所述高電平或低電平的個(gè)數(shù)信息發(fā)送給 所述有限狀態(tài)機(jī)；以及判斷所述過(guò)采樣數(shù)據(jù)中的高電平或者低電平的位置分布信息，將所 述高電平或者低電平的位置分布信息發(fā)送給所述有限狀態(tài)機(jī)； 所述有限狀態(tài)機(jī)，用于根據(jù)所述高電平或者低電平的個(gè)數(shù)信息、高電平或者低電平的 位置信息，以及所述時(shí)鐘選擇模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)出數(shù)據(jù)并輸出。
3. 如權(quán)利要求2所述的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，其特征在于，所述多路同頻不同相的時(shí)鐘 信號(hào)為16路同頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)； 所述連續(xù)的多路過(guò)采樣時(shí)鐘信號(hào)為連續(xù)的8路過(guò)采樣時(shí)鐘信號(hào)，該連續(xù)的8路過(guò)采樣 時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行并發(fā)過(guò)采樣。
4. 如權(quán)利要求3所述的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，其特征在于，所述時(shí)鐘產(chǎn)生模塊包括一個(gè) 具有16個(gè)狀態(tài)的移位寄存器；所述移位寄存器由16對(duì)連續(xù)成對(duì)的上升沿觸發(fā)器和下降沿 觸發(fā)器組成； 所述時(shí)鐘產(chǎn)生模塊通過(guò)所述移位寄存器產(chǎn)生16路同頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)； 或者， 所述時(shí)鐘產(chǎn)生模塊通過(guò)兩個(gè)鎖相環(huán)電路產(chǎn)生16路同頻不同相的時(shí)鐘信號(hào)。
5. 如權(quán)利要求3所述的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，其特征在于，所述鑒相器為bang-bang鑒相 器，該鑒相器包括8個(gè)雙邊沿D觸發(fā)器。
6. 如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，其特征在于，所述輸入數(shù)據(jù)的 編碼方式為非歸零碼NRZ編碼方式。
【文檔編號(hào)】H03L7/08GK204206158SQ201420603545
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】劉飛翔 申請(qǐng)人:青島歌爾聲學(xué)科技有限公司