時鐘嵌入式序列數據傳輸系統及時鐘還原方法
【專利摘要】本發明公開一種時鐘嵌入式序列數據傳輸系統，包含組合邏輯電路。組合邏輯電路包含時鐘窗口產生器及時鐘產生器。時鐘窗口產生器是用以根據兩個時鐘相位產生第一時鐘窗口。時鐘產生器耦接時鐘窗口產生器，用以根據第一時鐘窗口自序列數據信號中選取位于第一時鐘窗口內的周期性數據，并據以產生還原時鐘。
【專利說明】時鐘嵌入式序列數據傳輸系統及時鐘還原方法
【技術領域】
[0001]本發明與高速傳輸介面有關，特別是關于一種時鐘嵌入式序列數據傳輸系統及時鐘還原方法。
【背景技術】
[0002]請參照圖1A及圖1B，于高速傳輸介面中，若將時鐘隱藏于數據信號中進行傳輸(如圖1A所不)，稱之為時鐘嵌入式系統(clock-embedded system);若完全無時鐘(如圖1B所不),則稱之為無時鐘系統(clockless system)。
[0003]對于時鐘嵌入式系統而言，由于需要在數據信號中隱藏有固定周期的信息，并且當接收端接收到數據信號時，能夠從數據信號中的固定周期的信息還原出時鐘。因此，如何正確且快速地從數據信號中的固定周期的信息還原出時鐘，并有效避免無法產生還原時鐘的事情發生，便顯得相當重要。
【發明內容】
[0004]因此，本發明提出一種時鐘嵌入式序列數據傳輸系統及時鐘還原方法，以解決上述問題。
[0005]根據本發明的一具體實施例為一種時鐘嵌入式序列數據傳輸系統。于此實施例中，時鐘嵌入式序列數據傳輸系統包含組合邏輯電路。組合邏輯電路包含時鐘窗口(clockwindow)產生器及時鐘產生器。時鐘窗口(clock window)產生器是用以根據兩個時鐘相位(clock phase)產生第一時鐘窗口。時鐘產生器稱接時鐘窗口產生器,用以根據第一時鐘窗口自序列數據信號中選取位于第一時鐘窗口內的周期性數據，并據以產生還原時鐘(recovery clock)。
[0006]于一實施例中，時鐘嵌入式序列數據傳輸系統進一步包含邊緣偵測器及時鐘相位選擇器。邊緣偵測器耦接時鐘產生器，用以偵測位于第一時鐘窗口內的周期性數據與第一時鐘窗口的第一邊界及第二邊界之間的第一間隔及第二間隔，并判斷第一間隔或第二間隔是否小于預設值，其中第一邊界與第二邊界是分別位于周期性數據的第一側與第二側。時鐘相位選擇器耦接邊緣偵測器及時鐘窗口產生器，若邊緣偵測器的判斷結果為第一間隔或第二間隔小于預設值，時鐘相位選擇器自復數個候選時鐘相位中重新選擇另兩個時鐘相位，以供時鐘窗口產生器據以產生第二時鐘窗口。
[0007]于一實施例中，若邊緣偵測器的判斷結果為第一間隔小于預設值，代表第一時鐘窗口的第一邊界過于接近周期性數據，時鐘相位選擇器所重新選擇的另兩個時鐘相位是位于兩個時鐘相位的第一側，致使時鐘窗口產生器所產生的第二時鐘窗口是位于第一時鐘窗口的第一側。
[0008]于一實施例中，若邊緣偵測器的判斷結果為第二間隔小于預設值，代表第一時鐘窗口的第二邊界過于接近周期性數據，時鐘相位選擇器所重新選擇的另兩個時鐘相位是位于兩個時鐘相位的第二側，致使時鐘窗口產生器所產生的第二時鐘窗口是位于第一時鐘窗口的第二側。
[0009]于一實施例中，預設值為時鐘產生器產生還原時鐘所需的最短時間。
[0010]于一實施例中，序列數據信號中的周期性數據為時鐘的正緣(rising edge)或負緣(falling edge)。
[0011]根據本發明的另一具體實施例為一種時鐘還原方法。于此實施例中，時鐘還原方法包含下列步驟:(a)根據兩個時鐘相位產生第一時鐘窗口 ； (b)根據第一時鐘窗口自序列數據信號中選取位于第一時鐘窗口內的周期性數據；以及(C)根據周期性數據產生還原時鐘。
[0012]相較于現有技術，根據本發明的時鐘嵌入式序列數據傳輸系統是利用多重時鐘相位產生時鐘窗口，并通過時鐘窗口自序列信號中選取周期性的數據(例如時鐘的正緣或負緣)，以供時鐘產生器重現系統所需的還原時鐘。此外，為了避免時鐘產生器缺乏足夠的時間產生還原時鐘，本發明的時鐘嵌入式序列數據傳輸系統是通過邊緣偵測器偵測序列信號中的周期性的數據與時鐘窗口的兩邊緣的間隔是否過小。一旦邊緣偵測器偵測到周期性的數據太靠近時鐘窗口的兩邊緣的間隔時，時鐘相位選擇器將會重新選取其他時鐘相位產生另一時鐘窗口，使得周期性的數據與另一時鐘窗口的兩邊緣之間能夠維持適當的間隔，以提供時鐘產生器足夠的時間產生還原時鐘。
[0013]關于本發明的優點與精神可以通過以下的發明詳述及附圖得到進一步的了解。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1A為已知的時鐘嵌入式系統將時鐘隱藏于數據信號中進行傳輸的示意圖。
[0015]圖1B為已知的無時鐘系統于數據信號中完全無時鐘的示意圖。
[0016]圖2為根據本發明的一實施例的時鐘嵌入式序列數據傳輸系統的示意圖。
[0017]圖3為圖2中所出現的各信號的時序圖。
[0018]圖4A為隱藏有時鐘(箭頭所示)的序列數據信號；圖4B、圖4C及圖4D是分別圖示不同的時鐘窗口。
[0019]圖5為根據本發明的另一具體實施例的時鐘還原方法的流程圖。
[0020]主要元件符號說明:
[0021]SlO?S22:流程步驟
[0022]1:時鐘嵌入式序列數據傳輸系統
[0023]10:組合邏輯電路
[0024]12:時鐘相位選擇器
[0025]14:邊緣偵測器
[0026]100:時鐘窗口產生器
[0027]102:時鐘產生器
[0028]CKO?CKN:時鐘相位
[0029]Cff, Cffl ?CW3:時鐘窗口
[0030]SD:序列數據信號
[0031]FE:周期性數據(負緣)
[0032]RCK:還原時鐘
[0033]EAl ?EA3:第一邊界
[0034]EBl ?EB3:第二邊界
[0035]TAl ?TA3:第一間隔
[0036]TB I ?TB3:第二間隔
[0037]TH:預設值
【具體實施方式】
[0038]根據本發明的一較佳具體實施例為一種時鐘嵌入式序列數據傳輸系統，于此實施例中，時鐘是隱藏于數據信號中于高速傳輸介面進行傳輸。本實施例的時鐘嵌入式序列數據傳輸系統系利用多重時鐘相位產生時鐘窗口，并通過時鐘窗口自序列信號中選取周期性的數據(例如時鐘的正緣或負緣)，以供時鐘產生器重現系統所需的還原時鐘。
[0039]請參照圖2。圖2為此實施例的時鐘嵌入式序列數據傳輸系統的示意圖。如圖2所示，時鐘嵌入式序列數據傳輸系統I包含組合邏輯電路10、時鐘相位選擇器12及邊緣偵測器14。組合邏輯電路10包含時鐘窗口產生器100及時鐘產生器102。其中，時鐘相位選擇器12耦接時鐘窗口產生器100 ;時鐘窗口產生器100耦接時鐘產生器102 ;時鐘產生器102耦接邊緣偵測器14 ;邊緣偵測器14耦接時鐘相位選擇器12。
[0040]時鐘相位選擇器12是用以接收多重時鐘相位，亦即如圖3所示的復數個不同的時鐘相位CKO?CKN(N為正整數)，并自復數個候選時鐘相位中選擇兩個時鐘相位，例如CKl與CK3。接著，時鐘窗口產生器100自時鐘相位選擇器12接收兩個時鐘相位CKl與CK3并據以產生如圖3所示的時鐘窗口 CW。于此實施例中，時鐘窗口產生器100是根據圖3的兩個時鐘相位CKl與CK3的上升邊緣形成時鐘窗口 CW左右兩側的第一邊界及第二邊界，但不以此為限。
[0041]然后，時鐘產生器102再根據時鐘窗口 CW自序列數據信號SD中選取位于時鐘窗口 CW內的周期性數據FE(如圖3所示的箭頭為負緣(falling edge))，并據以產生如圖3所示的還原時鐘RCK。
[0042]為了確保時鐘產生器102能夠順利產生還原時鐘RCK，邊緣偵測器14將會偵測周期性數據FE與時鐘窗口 CW的第一邊界及第二邊界之間的第一間隔及第二間隔，并判斷第一間隔或第二間隔是否小于預設值，以決定是否要重新產生較為理想的時鐘窗口。
[0043]請參照圖4A至圖4D，圖4A為隱藏有時鐘FE的序列數據信號SD ;圖4B、圖4C及圖4D是分別圖示不同的時鐘窗口 CWl?CW3。以圖4B的時鐘窗口 CWl為例，邊緣偵測器14將會偵測到序列數據信號SD中的周期性數據FE與時鐘窗口 CWl的第一邊界EAl及第二邊界EBl之間的第一間隔TAl及第二間隔TB1，并判斷第一間隔TAl及第二間隔TBl是否小于預設值TH。實際上，預設值TH可以是時鐘產生器102產生還原時鐘RCK所需的最短時間或為零，并無特定的限制，可視實際需求而定。很明顯地，邊緣偵測器14針對圖4B的時鐘窗口 CWl的判斷結果將會是第一間隔TAl及第二間隔TBl均大于預設值TH，代表時鐘產生器102應有足夠的時間順利產生還原時鐘RCK，故不需控制時鐘相位選擇器12自復數個候選時鐘相位中選擇其他不同的時鐘相位供時鐘窗口產生器100產生另一個不同的時鐘窗口。
[0044]以圖4C的時鐘窗口 CW2為例，邊緣偵測器14將會偵測到序列數據信號SD中的周期性數據FE與時鐘窗口 CW2的第一邊界EA2及第二邊界EB2之間的第一間隔TA2及第二間隔TB2，并判斷第一間隔TA2及第二間隔TB2是否小于預設值TH。于此例中，邊緣偵測器14針對圖4C的時鐘窗口 CW2的判斷結果將會是第一間隔TA2大于預設值TH，但第二間隔TB2小于預設值TH，代表時鐘產生器102可能沒有足夠的時間順利產生還原時鐘RCK，故邊緣偵測器14將會控制時鐘相位選擇器12自復數個候選時鐘相位中選擇其他不同的時鐘相位供時鐘窗口產生器100產生另一個出現時間較晚(相位往后移)的時鐘窗口，以較為接近如同圖4B的理想狀況。
[0045]同理，以圖4D的時鐘窗口 CW3為例，邊緣偵測器14將會偵測到序列數據信號SD中的周期性數據FE與時鐘窗口 CW3的第一邊界EA3及第二邊界EB3之間的第一間隔TA3及第二間隔TB3，并判斷第一間隔TA3及第二間隔TB3是否小于預設值TH。于此例中，邊緣偵測器14針對圖4D的時鐘窗口 CW3的判斷結果將會是第二間隔TB3大于預設值TH，但第一間隔TA3小于預設值TH，故邊緣偵測器14將會控制時鐘相位選擇器12自復數個候選時鐘相位中選擇其他不同的時鐘相位供時鐘窗口產生器100產生另一個出現時間較早(相位往前移)的時鐘窗口，以較為接近如同圖4B的理想狀況。
[0046]根據本發明的另一具體實施例為一種時鐘還原方法。于此實施例中，時鐘還原方法是應用于時鐘嵌入式序列數據傳輸系統，但不以此為限。請參照圖5，圖5為時鐘還原方法的流程圖。
[0047]如圖5所示，時鐘還原方法包含下列步驟:于步驟SlO中，該方法根據兩個時鐘相位產生第一時鐘窗口。于步驟S12中，該方法根據第一時鐘窗口自序列數據信號中選取位于第一時鐘窗口內的周期性數據。實際上，序列數據信號中的周期性數據為時鐘的正緣或負緣。于步驟S14中，該方法根據周期性數據產生還原時鐘。
[0048]于步驟S16中，該方法偵測位于第一時鐘窗口內的周期性數據與第一時鐘窗口的第一邊界及第二邊界之間的第一間隔及第二間隔，其中第一邊界與第二邊界是分別位于周期性數據的第一側與第二側。于步驟S18中，該方法判斷第一間隔或第二間隔是否小于預設值。其中，預設值為步驟S14產生還原時鐘所需的最短時間。若步驟S18的判斷結果為是，亦即第一間隔或第二間隔小于預設值，該方法執行步驟S20，自復數個候選時鐘相位中重新選擇另兩個時鐘相位。于步驟S22中，該方法根據另兩個時鐘相位產生第二時鐘窗口。
[0049]若步驟S18的判斷結果為第一間隔小于預設值，代表第一時鐘窗口的第一邊界過于接近周期性數據，步驟S20所重新選擇的另兩個時鐘相位是位于兩個時鐘相位的第一偵牝致使步驟S22所產生的第二時鐘窗口是位于第一時鐘窗口的第一側。
[0050]若步驟S18的判斷結果為第二間隔小于預設值，代表第一時鐘窗口的第二邊界過于接近周期性數據，步驟S20所重新選擇的另兩個時鐘相位是位于兩個時鐘相位的第二偵牝致使步驟S22所產生的第二時鐘窗口是位于第一時鐘窗口的第二側。
[0051]相較于現有技術，根據本發明的時鐘嵌入式序列數據傳輸系統系利用多重時鐘相位產生時鐘窗口，并通過時鐘窗口自序列信號中選取周期性的數據(例如時鐘的正緣或負緣)，以供時鐘產生器重現系統所需的還原時鐘。此外，為了避免時鐘產生器缺乏足夠的時間產生還原時鐘，本發明的時鐘嵌入式序列數據傳輸系統是通過邊緣偵測器偵測序列信號中的周期性的數據與時鐘窗口的兩邊緣的間隔是否過小。一旦邊緣偵測器偵測到周期性的數據太靠近時鐘窗口的兩邊緣的間隔時，時鐘相位選擇器將會重新選取其他時鐘相位產生另一時鐘窗口，使得周期性的數據與另一時鐘窗口的兩邊緣之間能夠維持適當的間隔，以提供時鐘產生器足夠的時間產生還原時鐘。
[0052]通過以上較佳具體實施例的詳述，是希望能更加清楚描述本發明的特征與精神，而并非以上述所公開的較佳具體實施例來對本發明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發明所欲申請的專利范圍的范疇內。
【權利要求】
1.一種時鐘嵌入式序列數據傳輸系統，其特征在于包含: 一組合邏輯電路，包含: 一時鐘窗口產生器，用以根據兩個時鐘相位產生一第一時鐘窗口 ；以及 一時鐘產生器，耦接該時鐘窗口產生器，用以根據該第一時鐘窗口自一序列數據信號中選取位于該第一時鐘窗口內的一周期性數據，并據以產生一還原時鐘。
2.如權利要求1所述的時鐘嵌入式序列數據傳輸系統，其特征在于進一步包含: 一邊緣偵測器，耦接該時鐘產生器，用以偵測位于該第一時鐘窗口內的該周期性數據與該第一時鐘窗口的一第一邊界及一第二邊界之間的一第一間隔及一第二間隔，并判斷該第一間隔或該第二間隔是否小于一預設值，其中該第一邊界與該第二邊界是分別位于該周期性數據的一第一側與一第二側；以及 一時鐘相位選擇器，耦接該邊緣偵測器及該時鐘窗口產生器，若該邊緣偵測器的判斷結果為該第一間隔或該第二間隔小于該預設值，該時鐘相位選擇器自復數個候選時鐘相位中重新選擇另兩個時鐘相位，以供該時鐘窗口產生器據以產生一第二時鐘窗口。
3.如權利要求2所述的時鐘嵌入式序列數據傳輸系統，其特征在于，若該邊緣偵測器的判斷結果為該第一間隔小于該預設值，代表該第一時鐘窗口的該第一邊界過于接近該周期性數據，該時鐘相位選擇器所重新選擇的該另兩個時鐘相位是位于該兩個時鐘相位的該第一側，致使該時鐘窗口產生器所產生的該第二時鐘窗口是位于該第一時鐘窗口的該第一側。
4.如權利要求2所述的時鐘嵌入式序列數據傳輸系統，其特征在于，若該邊緣偵測器的判斷結果為該第二間隔小于該預設值，代表該第一時鐘窗口的該第二邊界過于接近該周期性數據，該時鐘相位選擇器所重新選擇的該另兩個時鐘相位是位于該兩個時鐘相位的該第二側，致使該時鐘窗口產生器所產生的該第二時鐘窗口是位于該第一時鐘窗口的該第二側。
5.如權利要求2所述的時鐘嵌入式序列數據傳輸系統，其特征在于，該預設值為該時鐘產生器產生該還原時鐘所需的最短時間。
6.如權利要求1所述的時鐘嵌入式序列數據傳輸系統，其特征在于，該序列數據信號中的該周期性數據為時鐘的一正緣或一負緣。
7.—種時鐘還原方法，其特征在于，包含下列步驟: (a)根據兩個時鐘相位產生一第一時鐘窗口； (b)根據該第一時鐘窗口自一序列數據信號中選取位于該第一時鐘窗口內的一周期性數據；以及 (C)根據該周期性數據產生一還原時鐘。
8.如權利要求7所述的時鐘還原方法，其特征在于，進一步包含下列步驟: (d)偵測位于該第一時鐘窗口內的該周期性數據與該第一時鐘窗口的一第一邊界及一第二邊界之間的一第一間隔及一第二間隔，其中該第一邊界與該第二邊界是分別位于該周期性數據的一第一側與一第二側； (e)判斷該第一間隔或該第二間隔是否小于一預設值； (f)若步驟(e)的判斷結果為該第一間隔或該第二間隔小于該預設值，自復數個候選時鐘相位中重新選擇另兩個時鐘相位；以及 (g)根據該另兩個時鐘相位產生一第二時鐘窗口。
9.如權利要求8所述的時鐘還原方法，其特征在于，若步驟(e)的判斷結果為該第一間隔小于該預設值，代表該第一時鐘窗口的該第一邊界過于接近該周期性數據，步驟(f)所重新選擇的該另兩個時鐘相位是位于該兩個時鐘相位的該第一側，致使步驟(g)所產生的該第二時鐘窗口是位于該第一時鐘窗口的該第一側。
10.如權利要求8所述的時鐘還原方法，其特征在于，若步驟(e)的判斷結果為該第二間隔小于該預設值，代表該第一時鐘窗口的該第二邊界過于接近該周期性數據，步驟(f)所重新選擇的該另兩個時鐘相位是位于該兩個時鐘相位的該第二側，致使步驟(g)所產生的該第二時鐘窗口是位于該第一時鐘窗口的該第二側。
11.如權利要求8所述的時鐘還原方法，其特征在于，該預設值為步驟(C)產生該還原時鐘所需的最短時間。
12.如權利要求7所述的時鐘還原方法，其特征在于，該序列數據信號中的該周期性數據為時鐘的一正緣或一負緣。
【文檔編號】H04L7/00GK104184572SQ201310394799
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年9月3日 優先權日:2013年5月23日
【發明者】黃大容 申請人:瑞鼎科技股份有限公司