模塊化信號采集與檢測的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明一般涉及電子學(xué)，特別是信號采集和檢測。
【背景技術(shù)】
[0002]電子系統(tǒng)，如收發(fā)器，接收由多種方案調(diào)制的數(shù)據(jù)，且具有執(zhí)行數(shù)據(jù)和時(shí)鐘恢復(fù)或符號定時(shí)恢復(fù)的模塊。數(shù)據(jù)和時(shí)鐘恢復(fù)通常使用以高于目標(biāo)數(shù)據(jù)速率的時(shí)鐘頻率運(yùn)行的過抽樣的數(shù)字鎖相環(huán)(DPLL)，并且可以被設(shè)計(jì)以獲取從調(diào)制的數(shù)據(jù)流獲取調(diào)制的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)流可通過多種方案，例如頻移鍵控(FSK)調(diào)制。數(shù)據(jù)采集和跟蹤系統(tǒng)可被設(shè)計(jì)來檢測調(diào)制方式的前置碼，以實(shí)現(xiàn)信號采集和跟蹤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]實(shí)施方案包括包含被配置以接收輸入信號的第一信號處理電路裝置，其中第一信號處理電路被配置以為至少第一調(diào)制方式獲取輸入信號的相位鎖定和/或跟蹤相位鎖定，其中，第一信號處理電路被配置以第一時(shí)鐘速率對輸入信號波形的前置碼部分進(jìn)行采樣，以獲得用于第二調(diào)制方式的相位鎖定，第二信號處理電路被配置以接收輸入信號，其中第二信號處理電路被配置以第二時(shí)鐘速率為第二調(diào)制方式至少跟蹤輸入信號的相位鎖定，其中，第二時(shí)鐘速率比第一時(shí)鐘速率快，且控制器被配置以接收至少是第一調(diào)制方式或第二調(diào)制方式適用的指示，以激活在第一調(diào)制方式中用于采集和跟蹤輸入信號的第一信號處理電路，激活在第二調(diào)制方式中用于采集輸入信號的第一信號處理電路，并激活在第二調(diào)制方式中用于跟蹤輸入信號的第二信號處理電路。
[0004]實(shí)施方案包括信號處理的電子實(shí)現(xiàn)方法，該方法包括用第一調(diào)制方式的前置碼檢測機(jī)制以第一時(shí)鐘速率對輸入信號的波形前置碼進(jìn)行采樣，以獲得用于第二調(diào)制方式的相位鎖定，以第二時(shí)鐘速率為第二調(diào)制方式跟蹤輸入信號的相位鎖定，其中，第二時(shí)鐘速率比第一時(shí)鐘速率快，且接收至少是第一調(diào)制方式或第二調(diào)制方式適用的指示，以激活在第一調(diào)制方式中第二時(shí)鐘速率的輸入信號的采集和跟蹤，激活在第二調(diào)制方式中第一時(shí)鐘速率的輸入信號的采集，并激活在第二調(diào)制方式中第二時(shí)鐘速率的輸入信號的跟蹤。
[0005]實(shí)施方案包括用于信號處理的裝置，該裝置包括為第一調(diào)制方式用具有前置碼檢測機(jī)制的第一時(shí)鐘速率對輸入信號的波形前置碼部分進(jìn)行采樣的方法，來獲取第二調(diào)制方式相位鎖定，為第二調(diào)制方式以第二時(shí)鐘速率跟蹤輸入信號的相位鎖定的方法，其中，第二時(shí)鐘速率比第一時(shí)鐘速率快，和接收至少是第一調(diào)制方式或第二調(diào)制方式適用的指示的方法，以激活在第一調(diào)制方式中第二時(shí)鐘速率的輸入信號的采集和跟蹤，激活在第二調(diào)制方式中第一時(shí)鐘速率的輸入信號的采集，并激活第二調(diào)制方式中第二時(shí)鐘速率的輸入信號的跟蹤。
【附圖說明】
[0006]本文提供的附圖和相關(guān)描述意在說明但不限于本發(fā)明的實(shí)施方案。
[0007]圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案示出模塊化信號采集系統(tǒng)示例示意框圖。
[0008]圖2A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案示出模塊化信號檢測系統(tǒng)示例示意框圖。
[0009]圖2B是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案示出信號估計(jì)器示例示意框圖。
[0010]圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案示出計(jì)數(shù)器同步示例時(shí)序圖。
[0011]圖4A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案示出兩個(gè)計(jì)數(shù)器映射示例的時(shí)序圖。
[0012]圖4B是示出圖4A中兩個(gè)計(jì)數(shù)器映射示例的表。
[0013]圖4C是示出圖4A和4B所示兩個(gè)計(jì)數(shù)器的轉(zhuǎn)換示例的局部示意框圖。
[0014]圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案示出模塊化信號采集的時(shí)序圖。
[0015]圖6是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案示出模塊化信號采集和檢測的自適應(yīng)閾值的時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]新系統(tǒng)、設(shè)備和方法的各方面將于下文參照附圖進(jìn)行更充分地描述。然而，本發(fā)明可以通過許多不同形式實(shí)施，不應(yīng)被解釋為限于任何貫穿本發(fā)明中提出的特定結(jié)構(gòu)或功能。相反，提供這些方面是為使得本發(fā)明徹底、完整，并且將充分將本發(fā)明的范圍傳達(dá)至本領(lǐng)域技術(shù)人員。本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本文的指導(dǎo)應(yīng)贊同，本發(fā)明的范圍旨在涵蓋在本發(fā)明新系統(tǒng)、設(shè)備和方法的任何方面，無論其是獨(dú)立實(shí)現(xiàn)的還是與任何其它方面相結(jié)合。例如，可使用任何數(shù)量本文所闡述的方面來實(shí)現(xiàn)一種裝置或?qū)嵺`一種方法。此外，該范圍旨在涵蓋，還使用其它結(jié)構(gòu)、功能實(shí)施的或結(jié)構(gòu)和功能額外或不同于本文所闡述的各種方面的如此的裝置或方法。應(yīng)當(dāng)理解的是，本文公開的任何方面均可以由一個(gè)或多個(gè)要求的要素來實(shí)現(xiàn)。
[0017]雖然本文中描述了具體的方面，許多這些方面的變化和置換也都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。雖然提到了優(yōu)選方面的一些益處和優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的范圍并非旨在限定于特定益處，用途或目標(biāo)。相反，本發(fā)明的各方面意在廣泛地適用于不同的有線和無線技術(shù)、系統(tǒng)配置、網(wǎng)絡(luò)、包括光纖網(wǎng)絡(luò)、硬盤和傳輸協(xié)議，其中一些通過在附圖中和在以下優(yōu)選方面描述中示例的方式被示出。詳細(xì)描述和附圖僅僅是
【發(fā)明內(nèi)容】
的說明，而非限定，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書及其相關(guān)限定。
[0018]集成電路，用于各種應(yīng)用中，可包括兩個(gè)或更多用于不同模式信號的采集和跟蹤的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)(CDR)模塊。本發(fā)明的實(shí)施方案利用為多個(gè)不同模式而存在的多個(gè)CDR的優(yōu)點(diǎn)，并利用第一⑶R來獲取和跟蹤第一模式的信號，利用第一⑶R采集但不跟蹤第二模式的信號。第二信號由第二 CDR跟蹤，其在一個(gè)實(shí)施方案中，不能夠獲得關(guān)于其自己的信號。
[0019]參照圖1，示出模塊化信號采集系統(tǒng)示例的示意框圖將在下文進(jìn)行闡述。示出的系統(tǒng)100包括第一時(shí)鐘多路轉(zhuǎn)換器101，⑶R模塊A 102，數(shù)據(jù)多路轉(zhuǎn)換器103，⑶R模塊B104，第二時(shí)鐘多路轉(zhuǎn)換器105，再同步和切換電路106，第三時(shí)鐘多路轉(zhuǎn)換器107和串行器/解串器(SerDes)處理器108，系統(tǒng)100可在系統(tǒng)內(nèi)，如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)實(shí)現(xiàn)以獲取和跟蹤是由兩個(gè)不同的前置碼序列的兩個(gè)不同調(diào)制方式調(diào)制的數(shù)據(jù)流。示例調(diào)制方式包括2-FSK或二進(jìn)制FSK，3-FSK或三進(jìn)制FSK和4-FSK，這取決于在離散頻率表示的數(shù)字電平的數(shù)目。例如，⑶R模塊A 102可以是2-或4-FSK⑶R模塊而⑶R模塊B 104可以是3-FSK⑶R模塊，因?yàn)?-FSK調(diào)制方式的前置碼序列與2-或4-FSK調(diào)制方式的前置碼序列不同。該CDR模塊A 102和⑶R模塊B 104可以是不同的電路。在替代實(shí)施方案中，⑶R模塊A 102和⑶R模塊B 104可以是具有可編程參數(shù)的可配置的常規(guī)電路設(shè)計(jì)的不同實(shí)例，如信噪比，閾帶寬，或之類的參數(shù)，這樣該⑶R模塊A 102和⑶R模塊B 104的在操作過程中的行為就是不同的。系統(tǒng)100還可以接收用于運(yùn)行系統(tǒng)100的每個(gè)模塊的一個(gè)或多個(gè)時(shí)鐘信號。時(shí)鐘信號可具有比目標(biāo)數(shù)據(jù)速率更高的速率。例如，時(shí)鐘速率可高于目標(biāo)數(shù)據(jù)速率約16倍或32倍，時(shí)鐘速率的選擇將在下文進(jìn)一步討論。其它時(shí)鐘速率將是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員適用且易確定的。時(shí)鐘速率的選擇可以服從一個(gè)折衷的性能和功耗之間。系統(tǒng)100被配置以接收數(shù)據(jù)信號，并進(jìn)行如以下所討論的采集和檢測。系統(tǒng)100的一個(gè)或多個(gè)模塊可能具有在圖1中未示出的附加輸入或輸出信號，如啟動、復(fù)位和時(shí)鐘信號，因它們對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而g是顯而易見的。
[0020]系統(tǒng)100的輸入信號被提供給解調(diào)器(未示出)，它提供解調(diào)信號解調(diào)數(shù)據(jù)作為輸出。解調(diào)器的類型將根據(jù)系統(tǒng)100而變化，且在所示實(shí)施方案中與頻移鍵控(FSK)解調(diào)器相一致。但是，其它類型的解調(diào)器也將是適用的。CDR模塊A 102可接收解調(diào)信號解調(diào)數(shù)據(jù)和來自第一時(shí)鐘多路轉(zhuǎn)換器101的時(shí)鐘速率多路轉(zhuǎn)換器輸出，其可以由前置碼發(fā)現(xiàn)信號確定。⑶R模塊A 102可輸出rx_data_a信號或或恢復(fù)的數(shù)據(jù)流A，rx_clk_a，或恢復(fù)時(shí)鐘速率A，和模塊A數(shù)控振蕩器(NCO)計(jì)數(shù)器信號110。當(dāng)⑶R模塊A 102接收解調(diào)數(shù)據(jù)和指示沒有發(fā)現(xiàn)前置碼的前置碼發(fā)現(xiàn)信號時(shí)，第一時(shí)鐘多路轉(zhuǎn)換器101可輸出rx_clk_l到CDR模塊A 102。⑶R模塊A 102可使用rx_clk_l信號對解調(diào)數(shù)據(jù)信號進(jìn)行采樣，以生成rx_data_a信號并生成rx_clk_a信號。當(dāng)⑶R模塊A 102接收解調(diào)數(shù)據(jù)信號和指示發(fā)現(xiàn)前置碼的前置碼發(fā)現(xiàn)信號時(shí)，時(shí)鐘多路轉(zhuǎn)換器101可輸出O到⑶R模塊A 102，表明該rx_clk_l信號在前置碼被發(fā)現(xiàn)后不應(yīng)再被使用。在替代實(shí)施方案中，時(shí)鐘多路轉(zhuǎn)換器101可以被不同邏輯元件來代替，例如執(zhí)行rx_clk_l信號的邏輯AND和逆前置碼發(fā)現(xiàn)信號的邏輯電路。
[0021]當(dāng)發(fā)現(xiàn)前置碼時(shí)，⑶R模塊A 102還可以輸出模塊A NCO計(jì)數(shù)器信號110來同步⑶R模塊A 102和⑶R模塊B 104。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)過程中，模塊A NCO計(jì)數(shù)器信號110可以作為NCO模塊A信號112通過信號估計(jì)器202 (圖2A，下文所述)被接收并轉(zhuǎn)發(fā)到⑶R模塊B 104。在其他實(shí)現(xiàn)過程中，模塊A NCO計(jì)數(shù)器信號110可與NCO模塊A信號112—樣，且被直接饋送到⑶R模塊B 104。⑶R模塊A 102可以是實(shí)現(xiàn)調(diào)制數(shù)據(jù)前置碼序列是+1，_1，+1,-1,...的2-或4-FSK調(diào)制方式的2-或4-FSK CDR0 rx_clk_l信號可被選為與正常采集時(shí)鐘速率不同的，以利用一種調(diào)制方式和另一種之間的差異。例如，如果一個(gè)2-或4-FSK的CDR采集系統(tǒng)經(jīng)常使用具有約32倍于數(shù)據(jù)速率頻率的時(shí)鐘信號，當(dāng)rx_clk_l信號被設(shè)置為獲取3-FSK信號時(shí)，它可為具有約16倍于數(shù)據(jù)速率頻率的時(shí)鐘信號。rx_clk_l時(shí)鐘速率的選擇在下文中有與rx_clk_l時(shí)鐘信號相聯(lián)系的詳細(xì)討論。
[0022]⑶R模塊B 104可以接收解調(diào)信號解調(diào)數(shù)據(jù)，NCO模塊A信號112，和時(shí)鐘速率多路轉(zhuǎn)換器輸出，它們可能是由前置碼發(fā)現(xiàn)信號決定的。CDR模塊B 104可輸出rx_data_bS恢復(fù)數(shù)據(jù)流B，和rx_clk_b，或恢復(fù)時(shí)鐘速率B。當(dāng)CDR模塊B 104接收解調(diào)數(shù)據(jù)信號和指示沒有發(fā)現(xiàn)前置碼的前置碼發(fā)現(xiàn)信號時(shí)，第三時(shí)鐘多路轉(zhuǎn)換器107會輸出0，指示rx_clk_2信號沒有被使用，同時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)前置碼。在一個(gè)實(shí)施方案中，沒有第三時(shí)鐘多路轉(zhuǎn)換器107，⑶R模塊B 104可接收rx_clk_2信號，在這種情況下⑶R模塊B 104可以不管前置碼發(fā)