專利名稱：快速采樣相位恢復(fù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，更具體地，涉及用于恢復(fù)采樣相位以便使通信網(wǎng)絡(luò)中 的收發(fā)器之間通信繼續(xù)進(jìn)行的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在包括多個(gè)收發(fā)器的通信網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)于具有與第二收發(fā)器的同步通信鏈路的第一 收發(fā)器而言，被掉電(power down)然后在這兩個(gè)收發(fā)器之間存在任何顯著頻率漂移之前再 次往回加電(power back up)，可能是必需的或至少是期望的。在數(shù)據(jù)傳輸可以重新開始之 前，第一收發(fā)器處必須恢復(fù)最優(yōu)采樣相位。眾所周知，恢復(fù)“采樣相位”的目的是使得可以 確定對(duì)其采樣的數(shù)據(jù)符號(hào)(symbol)內(nèi)的正確時(shí)間(與恢復(fù)“采樣頻率”形成對(duì)照，所述恢 復(fù)“采樣頻率”涉及估計(jì)符號(hào)周期(symbol period)以使得可以以正確的速率采樣)。恢復(fù) (鎖定)采樣相位和采樣頻率的接收器處理過程被復(fù)稱為“時(shí)序恢復(fù)”。這種掉電/加電情況的例子可以發(fā)生在由電氣與電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)(即， IEEE P802.3az能效以太網(wǎng)研究組)提出的用于能效以太網(wǎng)的當(dāng)前方案中。IEEE方案主要 目的是開發(fā)一種標(biāo)準(zhǔn)，以使以太網(wǎng)連接更加能量(功率)有效。這種方案可能有助于減小服 務(wù)器、個(gè)人電腦和膝上型電腦中的能量消耗，以及減小交換機(jī)、路由器及其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的 能量消耗。在IEEE方案中，提出了當(dāng)激活的(active)以太網(wǎng)鏈路的兩端處的媒體接入控 制器(MAC)沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，那么可以將收發(fā)器之一或兩者掉電以節(jié)省功率。于是，萬一 有任何數(shù)據(jù)到達(dá)要被發(fā)送，收發(fā)器將不得不快速喚醒，以便不會(huì)丟失鏈路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的原理提供了用于恢復(fù)采樣相位的技術(shù)。具體地，這些技術(shù)允許在掉電/ 加電序列(sequence)之后通信網(wǎng)絡(luò)中的收發(fā)器之間通信繼續(xù)進(jìn)行。盡管這些創(chuàng)造性的技 術(shù)特別適用于上述IEEE能效以太網(wǎng)方案，但是它們并不限于此。在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種設(shè)備，其包括時(shí)序恢復(fù)電路，所述時(shí)序恢復(fù)電路 包括與第一通信裝置的時(shí)序恢復(fù)回路相關(guān)聯(lián)的環(huán)路濾波器。在第一通信裝置中的臨時(shí)掉電 /加電序列之前，第一通信裝置在與第二通信裝置通信。該環(huán)路濾波器被配置為(i)在第 一通信裝置中臨時(shí)掉電/加電序列之后，臨時(shí)禁止(disable)所述時(shí)序恢復(fù)回路的至少一 部分；以及(ii)發(fā)起通過一組潛在的采樣相位的運(yùn)行(progression)，以確定第一通信裝 置能夠重新開始與第二通信裝置的通信的給定采樣相位。在本發(fā)明的另一方面，提供了一種在掉電/加電序列之后恢復(fù)接收器中的最優(yōu)采 樣相位的方法，其包括以下步驟。將該接收器的時(shí)序恢復(fù)回路的采樣相位恢復(fù)部分禁止。 在所述時(shí)序恢復(fù)回路的頻率恢復(fù)部分中引入頻率偏移，以使得所述時(shí)序恢復(fù)回路通過一組 潛在的采樣相位運(yùn)行。在通過該組潛在的采樣相位的運(yùn)行進(jìn)行時(shí)，利用度量來確定該時(shí)序 恢復(fù)回路接近于最優(yōu)采樣相位的程度。當(dāng)確定該時(shí)序恢復(fù)回路合適地接近于最優(yōu)采樣相位 時(shí)，去除頻率偏移，并且將該時(shí)序恢復(fù)回路的相位恢復(fù)部分重新使能(re-enable)。
有利地，在IEEE能效以太網(wǎng)方案中，最優(yōu)采樣相位被迅速地恢復(fù)，而不丟失接收 器和發(fā)送器之間的通信鏈路。從以下的應(yīng)結(jié)合附圖閱讀的本發(fā)明示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些及其 他目的、特征及優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的通信系統(tǒng)的框圖。圖2示出了圖1系統(tǒng)的接收器的更詳細(xì)的視圖。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的時(shí)序恢復(fù)回路。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的環(huán)路濾波器。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的采樣相位恢復(fù)時(shí)間的圖解對(duì)比。
具體實(shí)施例方式在此將結(jié)合示例性通信系統(tǒng)、接收器和接收器部件來說明本發(fā)明。但是，應(yīng)當(dāng)理 解，本發(fā)明可以更為一般地應(yīng)用于其他類型的通信系統(tǒng)和接收器，以及可以使用其他接收 器部件布置來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。例如，在此公開的技術(shù)可以用簡單直接的方式采用，以用在包括 一個(gè)或更多個(gè)鏈路的任意通信系統(tǒng)，在這種通信系統(tǒng)中期望迅速地恢復(fù)采樣相位以便在通 信網(wǎng)絡(luò)中的收發(fā)器之間繼續(xù)通信。應(yīng)當(dāng)理解，盡管在此可能使用了術(shù)語“最優(yōu)采樣相位”，但是該術(shù)語旨在包括“基本 上最優(yōu)的采樣相位”、“次優(yōu)采樣相位”，或者更為一般的說，包括第一通信裝置(其中正在確 定這種采樣相位)可以重新開始與第二通信裝置的通信的給定采樣相位。亦即，可以是所 確定的允許掉電/加電序列之后兩個(gè)裝置之間繼續(xù)通信的采樣相位是次優(yōu)或基本上最優(yōu) 的，但是，盡管如此，這種采樣相位仍然適合于重新開始通信。圖1示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的其中實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的通信系統(tǒng)100的一部分。系統(tǒng) 100包括第一節(jié)點(diǎn)102和第二節(jié)點(diǎn)104。這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)通過雙向數(shù)據(jù)信道傳輸媒體105 (在此 也稱為“鏈路”)連接。第一節(jié)點(diǎn)102包括被配置用于與第二節(jié)點(diǎn)104的接收器104R通信 的發(fā)送器102T，以及還包括被配置用于與第二節(jié)點(diǎn)104的發(fā)送器104T通信的接收器102R。節(jié)點(diǎn)102和104可以被配置為根據(jù)已知的通信標(biāo)準(zhǔn)在鏈路105上通信?？梢栽谑?例性實(shí)施例中使用的一個(gè)這樣的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE 802. 3下所定義的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)族，通過引用 將其公開引入在此。例如，該以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)可以是1000BASE-T以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，更通常地也稱為 “千兆比特以太網(wǎng)”。作為另一例子，該以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)可以是10GBASE-T以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。但是，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以以包括其他類型的鏈路的通信系統(tǒng)實(shí)施，例如包括 根據(jù)諸如以下標(biāo)準(zhǔn)而配置的鏈路(僅作為示例)InfiniBand、IEEE 1394、PCI-Express、 串行附接的 SCSI (Serial Attached SCSI，SAS)、串行高級(jí)技術(shù)附接(Serial Advanced Technology Attachment，SATA)、SONET/SDH、或由美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)(ANSI)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的 光纖信道(Fibre Channel)。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)102或104中的給定的一個(gè)可以被配置為底板 (backplane)。這種底板可以被用來例如互連多個(gè)交換機(jī)、專用集成電路(ASIC)、硬盤驅(qū)動(dòng) 器(HDD)、或其他系統(tǒng)元件。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的原理不局限于這種工作環(huán)境或應(yīng)用。
節(jié)點(diǎn)102、104可以被看作在此更為一般地稱為通信裝置的事物的例子。這種通信 裝置可以包括，例如，串行化器/去串行化器(serializer/deserializer，SERDES)裝置。 但是，在其中使用多級(jí)調(diào)制由此每個(gè)符號(hào)(symbol)的若干比特被發(fā)送(有效地以并行發(fā) 送)并且典型地有四個(gè)這種電纜對(duì)的千兆比特以太網(wǎng)應(yīng)用中，與SERDES相比千兆比特接收 器可能復(fù)雜得多。亦即，典型地，千兆比特接收器可以包括均衡、串?dāng)_和回波抵消、以及前向 糾錯(cuò)(FEC)解碼。盡管如此，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的原理不局限于與任何這種特定通信裝置一 起使用。此外，術(shù)語“通信裝置”并不局限于在此示例性地描述的通信裝置的例子。給定的節(jié)點(diǎn)可以包括另一類型的通信裝置，或是其一部分，所述通信裝置諸如路 由器、交換機(jī)、計(jì)算機(jī)、服務(wù)器等。這種通信裝置的諸常規(guī)方面是眾所周知的，因此在此不詳 細(xì)描述。盡管圖1中僅僅示出了兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，但是，本發(fā)明的其他實(shí)施例可以以任意希望的 配置來包括更多的節(jié)點(diǎn)。此外，圖1中所示的全雙工布置的類型并不是本發(fā)明的必然要求。在其他實(shí)施例， 例如，發(fā)送器104T可以與除節(jié)點(diǎn)102以外的節(jié)點(diǎn)中的接收器通信，或者，發(fā)送器102T可以 與除節(jié)點(diǎn)104以外的節(jié)點(diǎn)中的接收器通信。如下面將更詳細(xì)描述的，圖1實(shí)施例中的接收器102R和104R被根據(jù)本發(fā)明的原 理而配置，以引入包括快速恢復(fù)的環(huán)路濾波器的時(shí)序恢復(fù)電路，用于迅速地恢復(fù)采樣相位， 以便繼續(xù)收發(fā)器之間(例如，發(fā)送器和給定的接收器之間)的通信。圖2示出了本實(shí)施例中的接收器102R和104R中給定的一個(gè)的更詳細(xì)的視圖。 每個(gè)這種接收器都包括時(shí)序恢復(fù)電路200，其接收輸入數(shù)據(jù)流并將正確的時(shí)序信息提供 至該接收器的附加的接收器電路202，該正確的時(shí)序信息包括，例如，對(duì)進(jìn)入的符號(hào)進(jìn)行 采樣的正確采樣頻率以及用于使接收器中的信噪比(SNR)最大化的最優(yōu)采樣相位。所述 附加的接收器電路202可以包括，例如(但是不限于)，信號(hào)處理電路、均衡電路、加擾器 (scrambler)電路、限制器(slicer)電路、切換電路、串?dāng)_和回波抵消電路、前向糾錯(cuò)電路、 或通信系統(tǒng)接收器中常見的其他類型的常規(guī)電路。為所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的這種常 規(guī)電路在此將不詳細(xì)描述。接收器102R或104R中還包括連接到存儲(chǔ)器206的處理器204。處理器204被連 接到時(shí)序恢復(fù)電路200以及附加的接收器電路202。存儲(chǔ)器206可以被配置為存儲(chǔ)上述的 快速恢復(fù)的環(huán)路濾波器的一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)，以及其他時(shí)序恢復(fù)參數(shù)和控制信息。時(shí)序恢 復(fù)電路200的該環(huán)路濾波器及其他部分(以及附加的接收器電路202的某些或所有部分) 可以至少部分在處理器的控制之下工作。因此，存儲(chǔ)器206可以存儲(chǔ)由處理器執(zhí)行以實(shí)現(xiàn) 由接收器執(zhí)行的時(shí)序恢復(fù)處理的至少一部分的程序代碼。該存儲(chǔ)器是在此更通常稱為具有 嵌入在其中的計(jì)算機(jī)程序代碼的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)或其他類型的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的事 物的示例，并且其可以包括，例如，諸如RAM或ROM的電子存儲(chǔ)器、磁存儲(chǔ)器、光存儲(chǔ)器或任 意組合的其他類型的存儲(chǔ)器。處理器204可以包括微處理器、CPU、ASIC、FPGA或其他類型 的處理裝置，以及這些裝置的某些部分或組合。在其他實(shí)施例中，該時(shí)序恢復(fù)電路的至少一 部分可以在該處理器內(nèi)實(shí)現(xiàn)。替代的，該處理器可以實(shí)現(xiàn)該時(shí)序恢復(fù)電路的至少一部分。因 此，應(yīng)當(dāng)明白，根據(jù)本發(fā)明的時(shí)序恢復(fù)技術(shù)可以使用硬件、軟件和固件的各種組合來實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在將參考圖3至5更詳細(xì)地描述時(shí)序恢復(fù)電路200的操作。
圖3圖示了時(shí)序恢復(fù)回路300，該時(shí)序恢復(fù)回路300是圖2中所示的接收器(102R 和104R)中的整個(gè)時(shí)序恢復(fù)電路200的一部分。亦即，時(shí)序恢復(fù)電路200可以包括用于執(zhí) 行時(shí)序恢復(fù)處理的其他已知部分的其他電路；本發(fā)明并不關(guān)注這些時(shí)序恢復(fù)處理的其他已 知部分，在此不詳細(xì)描述它們。數(shù)字接收器(102R和104R)接收來自通信信道的模擬數(shù)據(jù)，并執(zhí)行時(shí)序恢復(fù)，以恢 復(fù)對(duì)進(jìn)入的模擬符號(hào)采樣的正確采樣頻率以及用于使接收器中的SNR最大化的最優(yōu)采樣 相位。時(shí)序恢復(fù)回路300示出了用于執(zhí)行這種時(shí)序恢復(fù)的一個(gè)示例性實(shí)施例。如圖所示，時(shí)序恢復(fù)回路300包括時(shí)序誤差檢測器302、環(huán)路濾波器304以及數(shù)控 振蕩器306。這些部件以反饋配置方式連接，以執(zhí)行時(shí)序恢復(fù)操作。這種時(shí)序恢復(fù)操作通常 如下進(jìn)行。時(shí)序誤差檢測器302對(duì)所接收的數(shù)據(jù)流采樣。亦即，假定在時(shí)序誤差檢測器302 中存在采樣器。時(shí)序誤差檢測器302由這些采樣中得到時(shí)序誤差信號(hào)，其被提供給環(huán)路濾 波器304。作為響應(yīng)，環(huán)路濾波器304產(chǎn)生并輸出如下的信號(hào)，該信號(hào)調(diào)整數(shù)控振蕩器306， 以便將控制所述采樣器的采樣控制信號(hào)提供回時(shí)序誤差檢測器302中。為了節(jié)省功率，在能效以太網(wǎng)P802.3az標(biāo)準(zhǔn)(在此通過引用引入其公開內(nèi)容)中 已經(jīng)提出了 當(dāng)在信道鏈路上沒有待發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)，可以將接收器臨時(shí)掉電。當(dāng)待發(fā)送的新 數(shù)據(jù)到達(dá)相應(yīng)的發(fā)送器時(shí)，必須將接收器迅速加電并置于適合的條件下，以繼續(xù)與該發(fā)送 器的通信。臨時(shí)掉電的持續(xù)時(shí)間為使得本地接收器和遠(yuǎn)程站(remote station)(例如，發(fā) 送器)之間應(yīng)當(dāng)沒有顯著的頻率漂移(即，沒有失去采樣頻率鎖定)。但是，最優(yōu)采樣相位 一般將丟失。由此，對(duì)于接收器待解決的一個(gè)主要問題是迅速地恢復(fù)最優(yōu)采樣相位。在上述能效以太網(wǎng)P802. 3az情況中，認(rèn)識(shí)到掉電可能持續(xù)約20毫秒。在符號(hào)周期 (諸如8納秒)當(dāng)中，由于遠(yuǎn)程發(fā)送器相位漂移(主要由于參考晶體振蕩器中的累積相位抖 動(dòng))，相位可能漂移約士 1. 4納秒，以及由于接收器的晶體相位漂移，相位可能漂移類似的 量，即，總共約士2. 8納秒。根據(jù)IEEE標(biāo)準(zhǔn)，在1000BASE-T模式中，接收器必須在4. 616微 秒中恢復(fù)時(shí)序。頻率漂移是一種慢得多的處理過程。在20毫秒時(shí)間段上，頻率可能改變1 個(gè)百萬分之一(ppm)的若干分之一。盡管這些未必規(guī)定在1000BASE-T中，但是在10GBASE-T 中，眾所周知，在20毫秒時(shí)間段上最大值是0. 0034ppm。假設(shè)接收器被再次加電(例如，根據(jù)能效以太網(wǎng)P802. 3az標(biāo)準(zhǔn)，在臨時(shí)掉電/加 電序列之后)，并且數(shù)據(jù)流被接收(從相應(yīng)的發(fā)送器)，本發(fā)明的示例性原理通過以下來 解決該主要問題臨時(shí)地禁止接收器中的時(shí)序恢復(fù)回路，以及快速接連測試一組采樣相位 (優(yōu)選所有潛在的采樣相位)，同時(shí)維持表示對(duì)最優(yōu)采樣相位的接近度的度量，即，該處理 接近于實(shí)現(xiàn)最優(yōu)采樣相位的程度。應(yīng)當(dāng)理解，典型地，采樣相位能夠僅僅以分立的步長調(diào) 整。典型地，可用的分立相位的數(shù)目是二的冪，例如，64、128或256個(gè)相位。由此，在一個(gè)示 例性實(shí)施例中，潛在的采樣相位的組包括128個(gè)分立的相位。因此，給定有意的頻率偏移， 則本發(fā)明的原理提供發(fā)起通過該組潛在的采樣相位的運(yùn)行直到確定了最優(yōu)采樣相位。在用于所接收的信號(hào)的最優(yōu)采樣相位的快速恢復(fù)的該示例性實(shí)施例中，假定采樣 頻率鎖定已經(jīng)被實(shí)現(xiàn)并被保持。該示例性實(shí)施例使用PI(比例-積分)控制器作為用于時(shí) 序恢復(fù)的環(huán)路濾波器，但是禁止采樣相位恢復(fù)部分并在頻率恢復(fù)部分中有意地引入固定頻 率偏移。這具有如下的效果使采樣相位開始迅速地通過一組潛在的采樣相位(例如，所有 可能的采樣相位)運(yùn)行。在該運(yùn)行進(jìn)行時(shí)，嘗試鎖定接收器中的加擾器，并使用鎖定的質(zhì)量作為對(duì)于該處理是多接近于最優(yōu)采樣相位(其將是該組潛在的采樣相位中的采樣相位之 一)的度量。當(dāng)確定該處理已實(shí)現(xiàn)最優(yōu)相位時(shí)，去除所述有意的頻率偏移，并重新使能正常 時(shí)序恢復(fù)。在另一實(shí)施例中，當(dāng)確定該處理適當(dāng)?shù)亟咏顑?yōu)相位時(shí)，去除所述有意的頻率偏 移，并重新使能PI控制器的相位恢復(fù)部分，以追蹤出任何殘余的相位誤差。認(rèn)識(shí)到，在不使用該創(chuàng)造性的利用時(shí)序恢復(fù)回路中的有意的頻率偏移的方法的情 況下，給定非常短的恢復(fù)容許時(shí)間，那么常規(guī)時(shí)序恢復(fù)回路作為缺點(diǎn)之一不能在容許時(shí)間 中追蹤出相位誤差。此外，改變回路參數(shù)以試圖加速其響應(yīng)可能導(dǎo)致噪聲過度的信號(hào)。本發(fā)明的原理通過提供能迅速地恢復(fù)最優(yōu)采樣相位的時(shí)序恢復(fù)回路的改進(jìn)的環(huán) 路濾波器而解決了該問題。在圖4中圖示了這種創(chuàng)造性的環(huán)路濾波器。注意，下面提及的電路部件可以具有一個(gè)或更多個(gè)輸入端、一個(gè)或更多個(gè)輸出端、 以及一個(gè)或更多個(gè)控制或使能端。這些端可以如圖4所示地連接；但是，本發(fā)明的原理并不 局限于該特定的部件連接布置。為了清楚說明起見，在每個(gè)端的具體名稱是眾所周知的，并 且給出圖4的電路圖示以及下面信號(hào)流描述，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解它們的布置時(shí)， 在下文中并不必然提及每個(gè)端的具體名稱。還應(yīng)當(dāng)理解，盡管在圖4未具體地示出，但是圖2的處理器204可以用來控 制到具有控制和使能端的某些部件的這些端的適當(dāng)信號(hào)的斷言(assertion)/去斷言 (de-assertion)。因此，例如，如下面將詳細(xì)解釋的，處理器204將使快速恢復(fù)使能信號(hào)被 斷言，以使得環(huán)路濾波器可以執(zhí)行快速采樣相位恢復(fù)。如圖4所示，環(huán)路濾波器304包括第一乘法器402、第一多路復(fù)用器403、第二乘法 器404、第二多路復(fù)用器405、第一加法器406、第三多路復(fù)用器407、寄存器408、第二加法器 409、以及第三加法器410。環(huán)路濾波器304有選擇地在“正常模式”和“快速恢復(fù)模式”中工作。環(huán)路濾波器 304包括比例分支(P分支)和積分分支(1分支)，現(xiàn)在將進(jìn)行說明。環(huán)路濾波器304如下在正常模式中工作。比例分支將從時(shí)序誤差檢測302接收的 時(shí)序誤差信號(hào)路由通過第一乘法器402。利用第一乘法器402來將時(shí)序誤差信號(hào)乘以第一 環(huán)路增益(環(huán)路增益1)。第一乘法器402的輸出通過第一多路復(fù)用器403 (當(dāng)快速恢復(fù)模 式未被使能時(shí)，即，當(dāng)快速恢復(fù)使能信號(hào)未被斷言時(shí)，其處于正常模式)，并被路由到第三加 法器410。積分分支將從時(shí)序誤差檢測302接收的時(shí)序誤差信號(hào)路由通過第二乘法器404。 利用第二乘法器404來將時(shí)序誤差信號(hào)乘以第二環(huán)路增益(環(huán)路增益2)。第二乘法器404 的輸出通過第二多路復(fù)用器405 (當(dāng)快速恢復(fù)模式未被使能時(shí)，即，當(dāng)快速恢復(fù)使能信號(hào)未 被斷言時(shí)，其處于正常模式)，并且被路由到第一加法器406/寄存器408反饋回路。第一加 法器406/寄存器408反饋回路代表積分器。寄存器408其中存儲(chǔ)當(dāng)前采樣頻率。第一加法器406將第二乘法器404的輸出與 來自寄存器408的當(dāng)前頻率相加。積分器的輸出通過第二加法器409 (其在正常模式什么 也不添加到該信號(hào))(由于在第三多路復(fù)用器407上快速恢復(fù)模式未被使能，即，當(dāng)快速恢 復(fù)使能信號(hào)未被斷言時(shí))，并被路由到第三加法器410。在第三加法器410中，由比例分支 提供的信號(hào)被加到由積分分支提供的信號(hào)。第三加法器410的輸出是用來調(diào)整數(shù)控振蕩器 (圖3中的306)的信號(hào)。應(yīng)當(dāng)理解，在穩(wěn)態(tài)條件下，由時(shí)序誤差檢測器(圖3中的302)出 來的相位誤差應(yīng)當(dāng)為零。因此，P分支輸出應(yīng)該為零，并且環(huán)路濾波器304輸出應(yīng)當(dāng)僅僅是積分器寄存器408的輸出。如眾所周知的，該值是頻率誤差，然后該頻率誤差被數(shù)控振蕩器 306轉(zhuǎn)譯為相位傾斜(phase ramp)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，環(huán)路濾波器304在快速恢復(fù)模式中如下工作。假定當(dāng) 接收器被禁止(掉電)時(shí)，在積分器的存儲(chǔ)器(即，寄存器408)中保存正確的采樣頻率。當(dāng) 該接收器要被迅速地重新使能時(shí)(例如，在能效以太網(wǎng)情況下重加電后)，圖4的信號(hào)“快 速恢復(fù)使能”將被斷言(這可以根據(jù)接收器的處理器204或某其它電路而斷言)。這具有 如下的效果通過將零多路復(fù)用到環(huán)路濾波器的比例分支和積分分支并且同時(shí)有意地加入 大的頻率偏移，來禁止時(shí)序恢復(fù)回路的正常模式。更具體地，當(dāng)在環(huán)路濾波器304中快速恢復(fù)使能信號(hào)被斷言時(shí)，第一和第二多路 復(fù)用器403和405輸出邏輯0，而第三多路復(fù)用器407輸出存在于其輸入端的選定的一個(gè)上 的頻率偏移值。在第二加法器409中，該偏移值與積分器存儲(chǔ)器(寄存器408)中存儲(chǔ)的頻 率值相加，并被提供給第三加法器410。在第三加法器410中，零(來自比例分支)被加到 第二加法器409的輸出。第三加法器的輸出被環(huán)路濾波器304輸出到數(shù)控振蕩器306。該固定頻率偏移的效果是使數(shù)控振蕩器306開始迅速地接連運(yùn)行通過所有潛在 的采樣相位。在一個(gè)實(shí)施例中，每兩個(gè)周期(cycle)將相位增加一個(gè)步長，即每16納秒增 加8/128納秒。這等效于0. 49MHz或3900ppm的頻率偏移。該運(yùn)行是在數(shù)控振蕩器306中 完成的。應(yīng)當(dāng)理解，該振蕩器有效地是累加器。因此，通過將固定值(即，有意的頻率偏移) 放入該累加器中，產(chǎn)生了能掃描(swe印)所有潛在的相位值的傾斜。然后，如眾所周知的，數(shù)字接收器可以試圖將其加擾器(未明確示出，但是可理解 為圖2中的附加的接收器電路202的一部分)鎖定到所接收的符號(hào)。隨著接近最優(yōu)采樣相 位，所接收的符號(hào)應(yīng)當(dāng)是正確的，并且加擾器中匹配符號(hào)的數(shù)目應(yīng)該增加。一旦已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了 加擾器鎖定(例如，匹配符號(hào)的數(shù)目達(dá)到某閾值數(shù)目)，加擾器通知處理器204，然后處理器 204禁止快速恢復(fù)模式(例如，將快速恢復(fù)使能信號(hào)去斷言)，并且時(shí)序恢復(fù)回路的正常模 式被重新使能，來以典型的方法追蹤出任何殘余時(shí)序誤差。如上所述，該示例性實(shí)施例使用接收器中的加擾器鎖定的建立的指示作為用于 使能和禁止快速恢復(fù)模式的控制信號(hào)，但是，在更一般的情況中，可以使用來自接收器的 任何性能度量，例如(但不限于)，接收器的限制器處的均方差值或在限制器處眼圖(eye diagram)的質(zhì)量測量。此外，在上面的描述中，快速恢復(fù)模式僅僅使用單個(gè)被使能或禁止的 固定頻率偏移。替代的，可以使增加的偏移可變，其幅度可以與表示該處理接近于最優(yōu)采樣 相位的程度的接收器的度量成比例。圖5圖示了采用本發(fā)明示例性原理的主要優(yōu)點(diǎn)。如圖所示，用于該快速恢復(fù)方法 的恢復(fù)時(shí)間(即，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)采樣相位的時(shí)間)tl相對(duì)于常規(guī)時(shí)序恢復(fù)回路恢復(fù)時(shí)間t2顯著 減小。應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明的集成電路實(shí)施方案中，典型地，在晶片表面上以重復(fù)的圖案 形成多個(gè)集成電路管芯(die)。每個(gè)這種管芯可以包括具有在此描述的時(shí)序恢復(fù)電路的器 件，并且可以包括其他結(jié)構(gòu)或電路。該管芯切割或分割自晶片，然后被封裝為集成電路。所 屬領(lǐng)域的技術(shù)人員知道如何分割晶片和封裝管芯以生產(chǎn)封裝的集成電路。如此制造的集成 電路被認(rèn)為是本發(fā)明的一部分。應(yīng)再次強(qiáng)調(diào)，本發(fā)明的上述實(shí)施例意圖僅僅是示例性的。例如，其他實(shí)施例可以使用不同類型和布置的電路、控制邏輯元件、處理元件、及用于實(shí)現(xiàn)所述功能的其他電路元 件。對(duì)于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，以下權(quán)利要求的范圍內(nèi)的這些及很多其它替代實(shí)施例 將是顯而易見的。
權(quán)利要求
一種設(shè)備，包括時(shí)序恢復(fù)電路，其包括與第一通信裝置的時(shí)序恢復(fù)回路相關(guān)聯(lián)的環(huán)路濾波器，在第一通信裝置中的臨時(shí)掉電/加電序列之前，該第一通信裝置在與第二通信裝置通信；其中該環(huán)路濾波器被配置為(i)在第一通信裝置中的臨時(shí)掉電/加電序列之后，臨時(shí)禁止所述時(shí)序恢復(fù)回路的至少一部分；以及(ii)發(fā)起通過一組潛在的采樣相位的運(yùn)行，以確定第一通信裝置能夠重新開始與第二通信裝置的通信的給定采樣相位。
2.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述環(huán)路濾波器還被配置為在確定所述給定采樣相位后重 新使能所述時(shí)序恢復(fù)回路的被禁止的部分。
3.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中根據(jù)表示對(duì)于對(duì)所述給定采樣相位的確定的接近度的度 量，確定所述給定采樣相位。
4.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中通過給定的頻率偏移值發(fā)起通過該組潛在的采樣相位的運(yùn)行。
5.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中該環(huán)路濾波器包括第一分支；以及第二分支；其中該第一分支的一部分和該第二分支的一部分中的至少之一被禁止，直到確定了所 述給定采樣相位，以允許發(fā)起通過該組潛在的采樣相位的運(yùn)行的頻率偏移值的引入。
6.一種包括權(quán)利要求1的時(shí)序恢復(fù)電路的集成電路。
7.一種方法，包括在第一通信裝置中的臨時(shí)掉電/加電序列之后，臨時(shí)地禁止時(shí)序恢復(fù)回路的至少一部 分，在第一通信裝置中的臨時(shí)掉電/加電序列之前，第一通信裝置在與第二通信裝置通信； 以及發(fā)起通過一組潛在的采樣相位的運(yùn)行，以確定第一通信裝置能夠重新開始與第二通信 裝置的通信的給定采樣相位。
8.權(quán)利要求7的方法，還包括在確定所述給定采樣相位后重新使能所述時(shí)序恢復(fù)回路 的被禁止的部分。
9.權(quán)利要求7的方法，其中所述臨時(shí)掉電/加電序列依據(jù)能效以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。
10.一種在掉電/加電序列之后恢復(fù)接收器中的最優(yōu)采樣相位的方法，包括禁止接收器的時(shí)序恢復(fù)回路的采樣相位恢復(fù)部分；在時(shí)序恢復(fù)回路的頻率恢復(fù)部分中引入頻率偏移，以使得時(shí)序恢復(fù)回路通過一組潛在 的采樣相位運(yùn)行；在通過該組潛在的采樣相位的運(yùn)行進(jìn)行時(shí)，利用度量來確定時(shí)序恢復(fù)回路接近于最優(yōu) 采樣相位的程度；以及當(dāng)確定時(shí)序恢復(fù)回路適當(dāng)?shù)亟咏谧顑?yōu)采樣相位時(shí)，去除所述頻率偏移，并重新使能 時(shí)序恢復(fù)回路的相位恢復(fù)部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及快速采樣相位恢復(fù)。在通信接收器中，時(shí)序恢復(fù)電路包括與第一通信裝置的時(shí)序恢復(fù)回路相關(guān)聯(lián)的環(huán)路濾波器。在第一通信裝置中的臨時(shí)掉電/加電序列之前，第一通信裝置在與第二通信裝置通信。該環(huán)路濾波器被配置為(i)在第一通信裝置中的臨時(shí)掉電/加電序列之后，臨時(shí)禁止時(shí)序恢復(fù)回路的至少一部分；以及(ii)發(fā)起通過一組潛在的采樣相位的運(yùn)行，以確定第一通信裝置能夠重新開始與第二通信裝置的通信的給定采樣相位。
文檔編號(hào)H04L7/02GK101989908SQ20101024070
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者A·莫利納, O·奧庫安徹因, R·薩切茲 申請(qǐng)人:Lsi公司