專利名稱：時鐘數據恢復裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及根據所輸入的數字信號來恢復時鐘信號和數據的裝置。
背景技術：
從發送器輸出的數字信號由于在從該發送器經過傳送路徑傳送到接 收器的期間波形發生惡化，因而需要在該接收器側恢復時鐘信號和數據。
例如在專利文獻1、2中公開了用于進行這樣的恢復的時鐘數據恢復裝置。
這些文獻所公開的裝置考慮到在波形劣化的數字信號中數據轉變的
時刻變動，在3個定時處檢測各位的數據。此時，在檢測各位的數據時 的3個定時中，第1定時被設定為該位的數據穩定期間的初始時刻附近， 第2定時被設定為該位的數據穩定期間的終止時刻附近，另外，第3定 時被設定為第1定時和第2定時之間的中央時刻。
然后，專利文獻1所公開的裝置通過將各定時調節成在3個定時處 對各位進行檢測而得出的數據全部一致來恢復時鐘信號，并且，通過此 時在中央的第3定時處檢測各位的數據來恢復數據。
另一方面，專利文獻2所公開的裝置通過將各定時調節成在第1定 時和第2定時各自中的位錯誤率(即，在該各定時處檢測出的數據與在 中央的第3定時處檢測出的數據不同的比例)彼此相等且在初始設定范 圍內，來恢復時鐘信號，并且，通過此時在中央的第3定時處檢測各位 的數據來恢復數據。
專利文獻l:日本特開平7—221800號公報
專利文獻2:日本特表2004—507963號公報
但是，輸入數字信號的數據轉變時刻由發送數字信號的發送器中的 電源電壓變動以及其它噪聲所產生的發送器時鐘抖動引起變動，并且， 由基于數字信號中的不規則數據圖形與傳送路徑中的衰減的混合的碼間干涉等而引起變動。在該發送器時鐘抖動或碼間干涉大的情況下，上述 現有裝置有時不能恢復時鐘信號和數據。
發明內容
本發明是為了解決上述問題而作成的，本發明的目的在于提供一種 即使在發送器時鐘抖動或碼間干涉大的情況下，也能穩定地恢復時鐘信 號和數據的時鐘數據恢復裝置。
本發明涉及的時鐘數據恢復裝置是根據所輸入的數字信號來恢復時 鐘信號和數據的裝置，并具有均衡部，采樣部，時鐘生成部以及均衡 控制部。并且，優選的是，本發明涉及的時鐘數據恢復裝置還具有相位 監視部。
均衡部調節所輸入的數字信號中的高頻分量的電平，并輸出該調節 后的數字信號。
采樣部輸入具有相同周期T的時鐘信號CK和時鐘信號CKX，并輸 入從均衡部輸出的數字信號。然后，采樣部在該周期的各第n期間T(n) 中，對時鐘信號CK所指示的時刻tc處的數字信號的值D (n)進行釆樣、 保持并輸出，并對時鐘信號CKX所指示的時刻tx處的數字信號的值DX (n)進行采樣、保持并輸出。其中，"tc<tx"， n是整數。
時鐘生成部在各期間T (n)中，根據從采樣部輸出的值D (n)和 值DX (n)來調節周期T或相位，以使時鐘信號CK與數字信號之間的 相位差減小，將滿足"tx—tc=T/2"關系的時鐘信號CK和時鐘信號CKX 輸出到采樣部。
均衡控制部在各期間T (n)中，根據從釆樣部輸出的值D (n)和 值DX (n)，來控制均衡部的數字信號中的高頻分量的電平調節量。
相位監視部在各期間T (n)中，根據從采樣部輸出的值D (n)和 值DX(n)，來檢測時鐘信號CK和數字信號之間的相位關系，當該相位 差大于規定值時，停止由均衡控制部進行的數字信號的電平調節量的控 制。
輸入到該時鐘數據恢復裝置的數字信號首先在均衡部中進行高頻分量的電平調節，然后被輸入到釆樣部。具有相同周期T的時鐘信號CK
和時鐘信號CKX也被輸入到該采樣部。然后，在釆樣部中，在該周期的 各第n期間T (n)內，對時鐘信號CK所指示的時刻處的數字信號的值 D (n)進行采樣、保持并輸出，并對時鐘信號CKX所指示的時刻處的數 字信號的值DX (n)進行釆樣、保持并輸出。從釆樣部輸出的值D (n) 和值DX (n)被分別輸入到時鐘生成部、均衡控制部以及相位監視部。
在時鐘生成部中，根據從采樣部輸出的值D (n)和值DX (n)來調 節周期T或相位，以使時鐘信號CK與數字信號之間的相位差減小，將 滿足"tx—tc=T/2"關系的時鐘信號CK和時鐘信號CKX輸出到采樣部。 通過由采樣部和時鐘生成部進行的循環處理，生成時鐘信號CK或CKX， 來作為根據輸入數字信號所恢復的時鐘信號。
在均衡控制部中，根據從采樣部輸出的值D (n)和值DX (n)，來 控制均衡部的數字信號中的高頻分量的電平調節量。
優選的是，根據相位監視部的相位關系的檢測結果來許可或停止該 均衡控制部的控制。即，在相位監視部中，根據從采樣部輸出的值D(n) 和值DX (n)來檢測時鐘信號CK和數字信號之間的相位關系。然后， 當該相位差大于規定值時，停止由均衡控制部進行的數字信號的電平調 節量的控制，當該相位差小于或等于規定值時，許可由均衡控制部進行 的數字信號的電平調節量的控制。
如上所述，在本發明涉及的時鐘數據恢復裝置中，通過由均衡部、 采樣部以及均衡控制部進行的循環處理，來控制均衡部的數字信號中的 高頻分量的電平調節量。另外，當時鐘信號CK與數字信號之間的相位 差大于規定值時，優選的是由相位監視部停止該控制。由此，可更準確 地恢復時鐘信號和數據。
優選的是，時鐘生成部根據在"D (n—l) ^DX (n—l) =D (n)" 時為有效值的UP信號、以及在"D (n—1) =DX (n—l) (n)"時 為有效值的DN信號來調節周期T或相位，輸出時鐘信號CK和時鐘信 號CKX。
優選的是，相位監視部根據在"D (n—l) ^DX (n—l) =D (n)"時為有效值的UP信號、以及在"D (n—1) =DX (n—O #D (n)"時 為有效值的DN信號，來檢測時鐘信號CK和數字信號之間的相位關系。
優選的是，當在各期間T(n)中，在包括該期間在內的過去連續IO 個期間(T (n—9) T (n))內UP信號和DN信號中的任一方都不是 有效值時，相位監視部判定為相位差大于規定值，停止由均衡控制部進 行的數字信號的電平調節量的控制。
根據本發明，即使在發送器時鐘抖動或碼間干涉大的情況下，也能 穩定地恢復時鐘信號和數據。
圖1是本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置1的結構圖。
圖2是示出對本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置1中的數字信號
的數據進行采樣的定時的圖。
圖3是本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置1所包含的均衡部10的
電路圖。
圖4是示出均衡部10的放大特性等的圖。
圖5是本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置1所包含的時鐘生成部 30的結構圖。
圖6是示出時鐘生成部30所包含的相位關系檢測電路31的輸入輸
出值的真值表的圖表。
圖7是時鐘生成部30所包含的相位關系檢測電路31的電路圖。 圖8是本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置1所包含的相位監視部
50的結構圖。
圖9是對本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置1所包含的均衡控制 部40中的處理進行說明的流程圖。
圖IO是用于求出在本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置1所包含的 均衡控制部40的處理中使用的變量INFLG和變量EDGFLG各自的值的
圖11是示出輸入到本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置1所包含的均衡部10的數字信號的波形的圖。
圖12是示出從本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置1所包含的均衡
部io輸出的數字信號的波形的圖。
圖13是示出從本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置1所包含的均衡
部io輸出的數字信號的波形的圖。
圖14是示出從本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置1所包含的均衡 部IO輸出的數字信號的波形的圖。 標號說明
1:時鐘數據恢復裝置；10:均衡部；20:釆樣部；30:時鐘生成部； 40:均衡控制部；50:相位監視部。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細說明用于實施本發明的優選實施方式。另外， 在圖的說明中對相同要素標注相同標號，并省略重復說明。
圖.l是本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置1的結構圖。該圖所示 的時鐘數據恢復裝置1是根據所輸入的數字信號來恢復時鐘信號和數據
的裝置，并具有均衡部10、采樣部20、時鐘生成部30、均衡控制部40 以及相位監視部50。
圖2是示出對本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置1中的數字信號 的數據進行采樣的定時的圖。該圖示意性示出了輸入數字信號的眼圖 (Eye Pattern),還示出了從時鐘生成部30輸出并輸入到釆樣部20的時 鐘信號CK和時鐘信號CKX各自的定時，并還示出了從采樣部20輸出 的數字值D (n)和值DX (n)各自的定時。
均衡部IO調節所輸入的數字信號中的高頻分量的電平，并將該調節 后的數字信號輸出到采樣部20。均衡部IO包含高通濾波電路(HPF) 11、 放大電路12以及加法電路13。不過，如后所述，均衡部10不一定被明 確區分為這3個電路。
高通濾波電路11使輸入數字信號中的高頻分量有選擇地通過并輸出 到放大電路12。放大電路12對從高通濾波電路11輸出的信號進行放大并輸出到加法電路13。該放大電路12中的增益是接收從均衡控制部40 輸出的值EQLCTL來設定的。然后，加法電路13輸入了輸入數字信號， 并輸入從放大電路12輸出的信號，將這些信號相加后得出的結果輸出到 采樣部20。從均衡部10輸出并輸入到采樣部20的數字信號是對輸入數 字信號的高頻分量進行放大后的信號，并且是對在傳送時數字信號的高 頻分量受到的損失進行了補償后的信號。
采樣部20輸入具有相同周期T的時鐘信號CK和時鐘信號CKX， 并輸入從均衡部10輸出的數字信號。然后，采樣部20在該周期的各第n 期間T (n)中，對時鐘信號CK指示的時刻tc處的數字信號的值D (n) 進行采樣、保持并輸出，并對時鐘信號CKX指示的時刻tx處的數字信號 的值DX (n)進行采樣、保持并輸出。其中，"tc<tx"， n是整數。
采樣部20包含兩個鎖存電路21、 22。鎖存電路21輸入從均衡部10 輸出的數字信號，并輸入從時鐘生成部30輸出的時鐘信號CK，在各期 間T (n)中對時鐘信號CK所指示的時刻處的數字信號的值D (n)進行 采樣、保持并輸出。并且，鎖存電路22輸入從均衡部IO輸出的數字信 號，并輸入從時鐘生成部30輸出的時鐘信號CKX，在各期間T(n)中 對時鐘信號CKX所指示的時刻處的數字信號的值DX (n)進行采樣、保 持并輸出。
時鐘生成部30在各期間T (n)中，根據從采樣部20輸出的值D (n) 和值DX (n)來調節周期T或相位，以使時鐘信號CK與數字信號之間 的相位差減小，將滿足"tx—tc=T/2"關系的時鐘信號CK和時鐘信號 CKX輸出到采樣部20。另外，時鐘信號CK是指示在采樣部20中在各 位期間的中央時刻檢測數字信號數據的定時的時鐘信號，時鐘信號CKX 是指示在采樣部20中在從某一位向下一位轉變的時刻檢測數字信號數據 的定時的時鐘信號。
兩個時鐘信號CK和時鐘信號CKX都可以是單相，也可以是多相。 例如，當考慮時鐘信號CK為4相的情況時，使用各個周期是4T且相位 彼此相差tt/2的4個時鐘信號CK<1〉、 CK<2>、 CK<3>、 CK<4>，并與 這4個時鐘信號CKO CK〈4〉對應地將4個鎖存電路設在采樣部內。在為多相的情況下，盡管采樣部的電路規模增大，但緩和了各電路塊所 需要的速度。
均衡控制部40在各期間T (n)中，根據從采樣部20輸出的值D (n) 和值DX (n)來控制均衡部10的數字信號中的高頻分量的電平調節量。 均衡控制部40將用于進行該控制的值EQLCTL輸出到均衡部10。
相位監視部50在各期間T(n)中，根據從采樣部20輸出的值D (n) 和值DX (n)，檢測時鐘信號CK和數字信號之間的相位關系。然后，當 該相位差大于規定值時，相位監視部50停止由均衡控制部40進行的數 字信號的電平調節量的控制，當該相位差小于或等于規定值時，相位監 視部50許可由均衡控制部40進行的數字信號的電平調節量的控制。相 位監視部50將用于指示均衡控制部40中控制的許可或停止的值 ENABLE輸出到均衡控制部40。
在本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置1中，所輸入的數字信號首 先在均衡部10中進行高頻分量的電平調節，然后被輸入到采樣部20。具 有相同周期T的時鐘信號CK和時鐘信號CKX也被輸入到該采樣部20。 然后，釆樣部20在該周期的各第n期間T (n)中，通過鎖存電路21對 時鐘信號CK所指示的時刻處的數字信號的值D (n)進行采樣、保持并 輸出，并通過鎖存電路22對時鐘信號CKX所指示的時刻處的數字信號 的值DX (n)進行釆樣、保持并輸出。從釆樣部20輸出的值D (n)和 值DX (n)被分別輸入到時鐘生成部30、均衡控制部40以及相位監視 部50。
在時鐘生成部30中，根據從采樣部20輸出的值D (n)和值DX (n) 來調節周期T或相位，以使時鐘信號CK與數字信號之間的相位差減小， 將滿足"tx—tc=T/2"的關系的時鐘信號CK和時鐘信號CKX輸出到采 樣部20。通過由釆樣部20和時鐘生成部30進行的循環處理，生成時鐘 信號CK或CKX，來作為根據輸入數字信號所恢復的時鐘信號。
在均衡控制部40中，根據從采樣部20輸出的值D (n)和值DX (n) 來控制均衡部20的數字信號中的高頻分量的電平調節量。用于進行該控 制的值EQLCTL從均衡控制部40輸出并輸入到均衡部10。優選的是，根據相位監視部50的相位關系檢測結果來許可或停止該
均衡控制部40的控制。即，在相位監視部50中，根據從采樣部20輸出 的值D (n)和值DX (n)，來檢測時鐘信號CK和數字信號之間的相位 關系。然后，當該相位差大于規定值時，停止由均衡控制部40進行的數 字信號的電平調節量的控制，當該相位差小于或等于規定值時，許可由 均衡控制部40進行的數字信號的電平調節量的控制。用于指示均衡控制 部40中的控制的許可或停止的值ENABLE從相位監視部50輸出并輸入 到均衡控制部40。
如上所述，在本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置1中，通過由均 衡部10、采樣部20以及均衡控制部30進行的循環處理來控制均衡部10 的數字信號中的高頻分量的電平調節量。另外，當時鐘信號CK與數字 信號之間的相位差大于規定值時，優選的是，由相位監視部50停止該控 制。由此，可更準確地恢復時鐘信號和數據。
圖3是本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置1所包含的均衡部10的 電路圖。均衡部IO包含電阻器111 114、場效應管121 124、恒流 源131 134、電阻器141、 143以及電容器142、 144。電容器142、 144 各自的電容值是可變的，是接收從均衡控制部40輸出的值EQLCTL來設 定的。
電阻器111、場效應管121以及恒流源131按該順序串聯連接，對電 阻器111側施加基準電壓，恒流源131側接地。電阻器112、場效應管 122以及恒流源132按該順序串聯連接，對電阻器112側施加基準電壓， 恒流源132側接地。電阻器113、場效應管123以及恒流源133按該順序 串聯連接，對電阻器113側施加基準電壓，恒流源133側接地。并且， 電阻器114、場效應管124以及恒流源134按該順序串聯連接，對電阻器 114側施加基準電壓，恒流源134側接地。
電阻器141和電容器142相互并聯連接，并設在場效應管121和恒 流源131的連接點與場效應管122和恒流源132的連接點之間。電阻器 143和電容器144相互并聯連接，并設在場效應管123和恒流源133的連 接點與場效應管124和恒流源134的連接點之間。場效應管123的柵極端子與電阻器111和場效應管121的連接點連接。并且，場效應管124 的柵極端子與電阻器112和場效應管122的連接點連接。
輸入到均衡部10的數字信號(IN十/IN—)被輸入到場效應管121、 122的柵極端子間。從均衡部10輸出的數字信號(OUT十/OUT—)作為 電阻器113和場效應管123的連接點與電阻器114和場效應管124的連
接點之間的電位差被輸出。
在這樣構成的均衡部10中，根據值EQLCTL設定電容器142、 144 各自的電容值，并設定輸入數字信號中的高頻分量的增益。電容器142、 144各自的電容值越大，輸入數字信號中的高頻分量的增益越大。然后， 輸入數字信號aN十/IN—)中的高頻分量根據增益而放大，并作為輸出 數字信號(OUT十/OUT—)被輸出。
圖4是示出均衡部10的放大特性等的圖。圖4 (a)示出與時鐘數據 恢復裝置1的輸入端連接的傳送路徑的損失特性。圖4 (b)示出均衡部 IO的放大特性。.并且，圖4 (c)示出綜合了傳送路徑的損失特性和均衡 部10的放大特性后的特性。如圖4 (a)所示，經過傳送路徑輸入到時鐘 數據恢復裝置1的輸入端的數字信號在傳送時，信號頻帶中的高頻分量 受到損失。因此，均衡部10為了補償在傳送時數字信號的高頻分量所受 到的損失，而增加均衡控制值C—EQL (EQLCTL)，如圖4 (b)所示， 對輸入數字信號的高頻分量進行放大，如圖4 (c)所示輸出該補償后的 輸出數字信號。
在圖4 (b)和圖4 (c)中，單點劃線A表示這樣的情況均衡部 10中的補償(高頻分量放大時的增益)過小，該補償后的輸出數字信號 的高頻分量小。虛線B表示這樣的情況均衡部10中的補償(高頻分量 放大時的增益)過大，該補償后的輸出數字信號的高頻分量增大。并且， 實線C表示這樣的情況均衡部10中的補償(高頻分量放大時的增益) 處于適當范圍內，該補償后的輸出數字信號在信號頻帶內為大致平坦。
均衡部10中的補償(高頻分量放大時的增益)的大小取決于根據從 均衡控制部40輸出的值EQLCTL而設定的電容器142、 144各自的電容 值。因此，本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置1通過在均衡控制部40中將值EQLCTL調節為適當范圍內來進行控制，以便使均衡部10中的補 償(高頻分量放大時的增益)維持在適當范圍內。
圖5是本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置1所包含的時鐘生成部 30的結構圖。時鐘生成部30根據從采樣部20輸出的值D (n)和值DX (n)來生成時鐘信號CK和時鐘信號CKX，時鐘生成部30包含相位 關系檢測電路(BBPHD) 31、充電泵電路(CP) 32、低通濾波電路(LPF) 33以及電壓控制振蕩電路(VCO) 34。
相位關系檢測電路31根據從采樣部20輸出的值D (n)和值DX (n) 進行遵照圖6所示的真值表的邏輯運算，輸出UP信號和DN信號。艮P， 相位關系檢測電路31將在"D (n—l) #DX (n—1) =D (n)"時成為 有效值的UP信號、以及在"D (n—1) 二DX (n—l) ,D (n)"時成為 有效值的DN信號作為表示相位關系的信號來輸出。
如圖7的電路圖所示，相位關系檢測電路31可構成為包含邏輯"異 或"電路3.11，其輸入值D (n—l)和值D (n);邏輯"異或"電路312， 其輸入值D (n—l)和值DX (n);邏輯"與"電路313，其輸入邏輯"異 或"電路311和邏輯"異或"電路312各自的輸出值并輸出UP信號；以 及邏輯"與"電路314，其輸入邏輯"異或"電路311的輸出值和邏輯"異 或"電路312的輸出值的邏輯反轉值并輸出DN信號。
當UP信號是有效值時，時鐘信號CK的相位相對于輸入數字信號滯 后，因而需要使時鐘信號CK和時鐘信號CKX的相位提前。另一方面， 當DN信號是有效值時，時鐘信號CK的相位相對于輸入數字信號超前， 因而需要使時鐘信號CK和時鐘信號CKX的相位延遲。
因此，充電泵電路32根據從相位關系檢測電路31輸出的UP信號 和DN信號中的哪一個是有效值，來將充電和放電中的某一個電流脈沖 輸出到低通濾波電路33。低通濾波電路33輸入從充電泵電路32輸出的 電流脈沖，根據該所輸入的電流脈沖是充電和放電中的哪一個來增減輸 出電壓值。然后，電壓控制振蕩電路34產生與來自低通濾波電路33的 輸出電壓值對應的周期的時鐘信號CK和時鐘信號CKX。這樣在時鐘生 成部30中生成的時鐘信號CK和時鐘信號CKX是根據UP信號和DN信號調節了周期后的時鐘信號。
圖8是本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置1所包含的相位監視部
50的電路圖。相位監視部50構成為包含邏輯"異或"電路51、 52， 邏輯"與"電路53、 54，移位寄存器電路55、 56，邏輯"或"電路57、 58，以及邏輯"與"電路59。
邏輯"異或"電路51輸入值D (n—1)和值D (n)，并輸出這兩個 值的邏輯"異或"值。邏輯"異或"電路52輸入值D (n—l)和值DX
(n)，并輸出這兩個值的邏輯"異或"值。邏輯"與"電路53輸入邏輯
"異或"電路51和邏輯"異或"電路52各自的輸出值，并輸出該兩個 值的邏輯"與"即值UP (n)。邏輯"與"電路54輸入邏輯"異或"電 路51的輸出值和邏輯"異或"電路52的輸出值的邏輯反轉值，并輸出 該兩個值的邏輯"與"即值DN (n)。即，在"D (n—l) ^DX (n—l) =D (n)"時值UP (n)為有效值，在"D (n—O =DX (n—l) #D (n)" 時值DN (n)為有效值。
移位寄存器電路55在各期間T (n)中輸入從邏輯"與"電路53輸 出的值UP (n)，對包括該期間在內的過去連續10個期間(T (n—9) T (n))的值UP (n—9) UP (n)進行存儲并輸出。并且，移位寄存 器電路56在各期間T (n)中輸入從邏輯"與"電路54輸出的值DN (n)， 對包括該期間在內的過去連續IO個期間(T (n—9) T (n))的值DN
(n—9) DN (n)進行存儲并輸出。
邏輯"或"電路57輸入從移位寄存器電路55輸出的值UP (n—9) UP (n)，并輸出該10個值的邏輯"或"值。邏輯"或"電路58輸入從 移位寄存器電路56輸出的值DN (n—9) DN (n)，并輸出該10個值 的邏輯"或"值。邏輯"與"電路59輸入從邏輯"或"電路57和邏輯
"或"電路58各自輸出的值，并輸出該兩個值的邏輯"與"即值ENABLE。 艮P，當值UP (n—9) UP (n)中的至少一個是有效值、且值DN
(n—9) DN (n)中的至少一個是有效值時，從邏輯"與"電路59輸 出的值ENABLE為有效值。另一方面，當值UP (n—9) UP (n)全部 是非有效值、或者值DN (n—9) DN (n)全部是非有效值時，從邏輯"與"電路59輸出的值ENABLE為非有效值。值ENABLE為非有效值，這表示時鐘信號CK與數字信號之間的相位差大于規定值。
另外，相位監視部50中的值ENABLE的輸出可以在各期間T (n)中進行1次，也可以每M個期間(例如10個期間)進行1次。在前者的情況下，針對包括某個期間T (n)在內的過去連續10個期間(T (n一9) T (n))求出值ENABLE，在下一期間T (n+l)中針對10個期間(T (n—8) T (n+l))求出下一值ENABLE。在后者的情況下，針對包括某個期間T (n)在內的過去連續10個期間(T (n—9) T (n))求出值ENABLE,在從此之后的M個期間后針對IO個期間(T (n+M—9) T (n+M))求出下一值ENABLE。
在10個期間中判斷是否存在UP信號和DN信號分別為有效值的期間，這是基于以下理由來判斷的。即，在輸入數字信號的某一位和下一位之間有數據轉變的情況下，UP信號和DN信號中的一方為有效值，另一方為非有效值。在輸入數字信號的某一位和下一位之間沒有數據轉變的情況下，UP信號和DN信號都為非有效值。
在時鐘信號CK和時鐘信號CKX各自的相位適當的情況下，在某連續的多個期間內存在UP信號為有效值的期間，也存在DN信號為有效值的期間。然而，在時鐘信號CK和時鐘信號CKX各自的相位發生偏差的情況下，在某連續的多個期間內，UP信號始終為非有效值，或者DN信號始終為非有效值。
在串行數據通信中使用的8B10B編碼保證了在10位之間有2次以上的數據轉變。因此，當在10個期間中判斷是否存在UP信號和DN信號分別為有效值的期間時，在時鐘信號CK和時鐘信號CKX各自的相位適當的情況下，在該10個期間內，必然存在UP信號為有效值的期間，也必然存在DN信號為有效值的期間。
反之，在IO個期間中DN信號始終為非有效值的情況下，或者在10個期間中UP信號始終為非有效值的情況下，判定為時鐘信號CK和時鐘信號CKX各自的相位發生偏差，因此，不能正確地檢測出偏移賦予量Voff與適當值的偏差。根據以上理由，優選的是，在10個期間中判斷是否存在UP信號和DN信號分別為有效值的期間。
從相位監視部50輸出的值ENABLE被輸入到均衡控制部40。當該值ENABLE是有效值時，均衡控制部40控制均衡部10的數字信號中的高頻分量的電平調節量(即，輸入數字信號的高頻分量的增益)。另一方面，當該值ENABLE是非有效值時，均衡控制部40停止對均衡部10中的數字信號的電平調節量的控制。
圖9是對本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置1所包含的均衡控制部40中的處理進行說明的流程圖。均衡控制部40使用從相位監視部50輸出的值ENABLE,并使用變量INCNT、變量EDGCNT、變量INTFLG、變量EDGFLG、常數INCNTTH和常數EDGCNTTH，來求出應提供給均衡部IO所包含的放大電路12的值EQLCTL。變量INFLG和變量EDGFLG各自的值是由圖IO所示的邏輯電路根據值D (n)和值DX (n)來求出的，并表示為"EDGFLG (n) =D (n —1) ~D (n)"、 "INFLG (n)=EDGFLG (n) * {D (n—2) 'DX (n—l)}"。這里，運算記號表示邏輯"異或"。
在步驟S10中，將變量INCNT和變量EDGCNT各自的值設定為初始值0。在接下來的步驟Sll中，判斷從相位監視部50輸出的值ENABLE是否是有效值，在值ENABLE是有效值的情況下，進到步驟S12，在不是這樣的情況下，停在步驟Sll。在步驟S12中，使變量INCNT的值加上變量INFLG的值，將該相加值作為變量INCNT的新值。并且，在步驟S12中，使變量EDGCNT的值加上變量EDGFLG的值，將該相加值作為變量EDGCNT的新值。
在接下來的步驟S13中，判定變量EDGCNT的值是否大于常數EDGCNTTH，在變量EDGCNT的值大于常數EDGCNTTH的情況下，進到步驟S14，在變量EDGCNT的值小于或等于常數EDGCNTTH的情況下，回到步驟Sll。 g卩，進行步驟S11 S13各自的處理，直到在步驟S13中判定為變量EDGCNT的值大于常數EDGCNTTH。
均衡控制部40中的步驟S11 S13各自的處理與相位監視部50中的值ENABLE的輸出一樣，可以在各期間T(n)中進行1次，也可以每M個期間(例如10個期間)進行1次。在后者的情況下，在步驟S12中，使針對各M個期間獲得的變量INFLG的總和值加上變量INCNT的值，并使針對各M個期間獲得的變量EDGFLG的總和值加上變量EDGCNT的值。
在步驟S14中，分為如下所述的3種情況(a) (c)來進行不同的處理。艮P，在變量INCNT的值小于常數INCNTTH的情況下，增加值EQLCTL，將新值EQLCTL通知給放大電路12。在變量INCNT的值大于從變量EDGCNT的值中減去常數INCNTTH后的值的情況下，減少值EQLCTL，將新值EQLCTL通知給放大電路12。并且，在不是上述2種情況的任一方的情況下，維持值EQLCTL。然后，當步驟S14的處理結束時，回到步驟SIO，重復此前所說明的處理。[算式l]
(a) "INCNT<INCNTTH"的情況 增加EQLCTL
(b) "INCNT〉EDGCNT—INCNTTH"的情況=> 減少EQLCTL
(c) 其它情況 => 維持EQLCTL通過以上的均衡控制部40的處理，將值EQLCTL調節成變量INCNT
值存在于一定的適當范圍(INCNTTH EDGCNT—INCNTTH)內，并調節均衡部10的數字信號中的高頻分量的電平調節量。通過這樣，將均衡部10的數字信號中的高頻分量的電平調節量設定為適當范圍內的值。
并且，在均衡控制部40中，在從相位監視部50輸出的值ENABLE是有效值的情況下(即，在值UP (n—9) UP (n)中的至少一方是有效值、且值DN (n—9) DN (n)中的至少一方是有效值的情況下)，在值EQLCTL更新時參照其間的值D和值DX，來控制均衡部10的數字
信號中的高頻分量的電平調節量。
然而，在均衡控制部40中，在從相位監視部50輸出的值ENABLE是非有效值的情況下(即，在值UP (n—9) UP (n)全部是非有效值的情況下，或者在值DN (n—9) DN (n)全部是非有效值的情況下)，由于時鐘信號CK與數字信號之間的相位差大于規定值，因此在值EQLCTL更新時不參照其間的值D和值DX，停止對均衡部IO中的數字信號的電平調節量的控制。
這樣，在本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置1中，即使在數字信 號在傳送時受到的損失變動的情況下，也能將均衡部10的數字信號中的 高頻分量的電平調節量設定為適當范圍內的值，從而能夠更準確地恢復 時鐘信號和數據。
圖11是示出輸入到本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置1所包含的
均衡部IO的數字信號的波形的圖。在以下的圖中，橫軸⑨x表示x秒的 位置，縱軸表示電壓(任意常數)。圖12 圖14是示出從本實施方式涉 及的時鐘數據恢復裝置1所包含的均衡部10輸出的數字信號的波形的 圖。圖12 圖14表示當在圖11內示出波形的數字信號被輸入到均衡部 10時從該均衡部10輸出的數字信號的波形的模擬結果。圖12示出值 EQLCTL小于適當范圍的情況(上述(a)的情況)。圖13示出值EQLCTL 大于適當范圍的情況(上述(b)的情況)。并且，圖14示出值EQLCTL 在適當范圍內的情況(上述(c)的情況)。
如圖12所示，在值EQLCTL小于適當范圍的情況下，均衡部10中 的補償(高頻分量放大時的增益)過小，該補償后的輸出數字信號的高 頻分量小，數字信號的位間數據轉變時的電平變動幅度大。
另一方面，如圖13所示，在值EQLCTL大于適當范圍的情況下， 均衡部10中的補償(高頻分量放大時的增益)過大，該補償后的輸出數 字信號的高頻分量增大，即使與輸入數字信號相比，數字信號的位間數 據轉變時的電平變動幅度也大。
與此相對，如圖14所示，在值EQLCTL在適當范圍內的情況下， 均衡部10中的補償(高頻分量放大時的增益)在適當范圍內，該補償后 的輸出數字信號在信號頻帶內為大致平坦，數字信號的位間數據轉變時 (時鐘信號CKX指示的時刻)的電平變動幅度小，而且在位的中心時刻 (時鐘信號CK指示的時刻)的眼張開的幅度大。
在本實施方式涉及的時鐘數據恢復裝置l中，由均衡控制部40控制 成值EQLCTL維持在適當范圍內，以使如圖14所示從均衡部IO輸出的 數字信號的位間數據轉變時的電平變動幅度變小。由此，即使在發送器時鐘抖動或碼間干涉大的情況下，也能穩定地恢復時鐘信號和數據。
如圖12 圖14所示，均衡的輸出波形與圖形相應地變鈍，眼幵口
減小。為了擴大眼開口，需要減小交叉點。在圖12 圖14中，D(n—2)、 D (n—l)、 D (n)是CK處的采樣結果，DX (n—1)表示CKX處的釆 樣結果。當考慮僅限于從D (n—1)向D (n)有轉變的情況即D (n — l)
(n)的情況時，在圖12的均衡過小的波形中，在D (n—2)為高電 平的情況下，DX (n_l)為高電平，在D (n—2)為低電平的情況下， DX (n—l)為低電平。
在圖13的均衡過大的波形中，在D (n—2)為高電平的情況下，DX (n—1)為低電平，在D (n—2)為低電平的情況下，DX (n—l)為高 電平。在圖14的均衡過大的波形中，DX (n—1)不依賴于D (n—2) 的值。因此，關于D (n—1) 'D (n)為高電平的情況，在D (n—2) 'DX (n—l)為高電平和低電平的情況下數量都相等即可。
圖9的EDGCNT對D (n—l) —D (n)為高電平的數量進行計數。 INCNT對D (n —2) 一DX (n—l)為高電平的數量進行計數。只要將 EQLCTL控制成大體上為"INCNTN0.5XEDGCNT"，就能將均衡控制 為最佳。
權利要求
1.一種時鐘數據恢復裝置，該裝置根據所輸入的數字信號來恢復時鐘信號和數據，其特征在于，該時鐘數據恢復裝置具有均衡部，其調節所輸入的數字信號中的高頻分量的電平，并輸出該調節后的數字信號；采樣部，其輸入具有相同周期T的時鐘信號CK和時鐘信號CKX，并輸入從所述均衡部輸出的數字信號，在該周期的各第n期間T(n)中，對所述時鐘信號CK所指示的時刻tC處的所述數字信號的值D(n)進行采樣、保持并輸出，對所述時鐘信號CKX所指示的時刻tX處的所述數字信號的值DX(n)進行采樣、保持并輸出；時鐘生成部，其在各期間T(n)中，根據從所述采樣部輸出的值D(n)和值DX(n)來調節周期T或相位，使得所述時鐘信號CK與所述數字信號之間的相位差減小，將滿足tX-tC＝T/2關系的所述時鐘信號CK和所述時鐘信號CKX輸出到所述采樣部；以及均衡控制部，其在各期間T(n)中，根據從所述采樣部輸出的值D(n)和值DX(n)，來控制所述均衡部的所述數字信號中的高頻分量的電平調節量，并且，tC＜tX，n是整數。
2. 根據權利要求1所述的時鐘數據恢復裝置，其特征在于，所述時 鐘生成部根據在D (n—l) ^DX (n—l) =D (n)時為有效值的UP信 號、以及在D (n—1) =DX (n—1)共D (n)時為有效值的DN信號， 來調節周期T或相位，輸出所述時鐘信號CK和所述時鐘信號CKX。
3. 根據權利要求1所述的時鐘數據恢復裝置，其特征在于，所述時 鐘數據恢復裝置還具有相位監視部，該相位監視部在各期間T (n)中， 根據從所述采樣部輸出的值D (n)和值DX (n)，來檢測所述時鐘信號 CK與所述數字信號之間的相位關系，當該相位差大于規定值時，停止由 所述均衡控制部進行的所述數字信號的電平調節量的控制。
4. 根據權利要求3所述的時鐘數據恢復裝置，其特征在于，所述相位監視部根據在D (n—l) #DX (n—1) =D (n)時為有效值的UP信 號、以及在D (n—l) =DX (n — l) #D (n)時為有效值的DN信號， 來檢測所述時鐘信號CK與所述數字信號之間的相位關系。
5.根據權利要求4所述的時鐘數據恢復裝置，其特征在于，當在各 期間T (n)中在包括該期間在內的過去連續10個期間(T (n—9) T (n))內所述UP信號和所述DN信號中的任一方不是有效值時，所述相 位監視部判定為相位差大于規定值，并停止由所述均衡控制部進行的所 述數字信號的電平調節量的控制。
全文摘要
本發明的時鐘數據恢復裝置(1)是根據所輸入的數字信號來恢復時鐘信號和數據的裝置，并具有均衡部(10)、采樣部(20)、時鐘生成部(30)、均衡控制部(40)以及相位監視部(50)。通過由采樣部(20)和時鐘生成部(30)進行的循環處理，生成時鐘信號CK或CKX來作為根據輸入數字信號所恢復的時鐘信號。通過由均衡部(10)、采樣部(20)以及均衡控制部(30)進行的循環處理，來控制均衡部(10)的數字信號中的高頻分量的電平調節量。
文檔編號H04L7/033GK101652955SQ20088001162
公開日2010年2月17日 申請日期2008年10月28日 優先權日2007年11月6日
發明者小沢誠一 申請人:哉英電子股份有限公司