利用数控的无参考中继器的方法和设备的制造方法
【专利说明】利用数控的无参考中继器的方法和设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年I月17日提交的美国临时申请号61/928，840的权益，其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
[0003]本公开内容总体上涉及无参考中继器(reference-less repeater)，包括利用数控来估计数字信号中的大范围频率以及传播频率信息。
【背景技术】
[0004]相比于需要外部频率参考的中继器，无参考中继器提供显著优点。专用的频率参考通常需要额外的部件，这种部件需要额外的电力、安装、电路板空间、以及环境要求以便按照稳定且有效的方式运行。在各种电路中分布公共频率参考以最小化这些问题的方案进一步对参考信号分布电路和电路板走线强加屏蔽和隔离要求。因此，消除对外部频率参考的需要的重定时电路提供显著的电力、布局、以及物理隔离优点。
[0005]当前的无参考中继器通常采用高功率的、仅模拟(analog-only)的方案，其具有宽的频率检测范围的同时，同样难以适应过采样。此外，仅模拟的无参考中继器难以将频率信息从一个节点传递到另一节点，并且难以适应通常用于自动协商的较低数据传输率。仅模拟的重定时电路通常采用消耗大量电力的模拟频率检测器。另一方面，数控的无参考重定时电路具有相对窄的频率检测范围，但通常比模拟重定时电路消耗少得多的电力。此外，数控无参考重定时电路提供数据传输率灵活性，尤其以较低的数据传输率。由于数控的无参考重定时电路的窄频率检测范围，频率估计允许这些电路快速确定输入信号的频率，并且快速且高效地分布频率信息。
【发明内容】
[0006]根据本发明的一个方面，提供了一种频率估计电路，包括:边缘检测器，被配置为测量预定时间区间内数据流中的边缘至边缘转换之间的时间周期，产生多个边缘至边缘时间周期；以及处理器，被配置为:将所述多个边缘至边缘时间周期分类成多个代表性组，每个代表性组具有是采样单位时间周期的整数倍的代表性时间周期；基于分类的所述多个边缘至边缘时间周期确定所述预定时间区间中的虚拟转换的数量；和基于所述预定时间区间中的虚拟转换的所述数量确定所述数据流的频率估计。
[0007]优选地，所述边缘至边缘转变是上升沿转变。
[0008]优选地，所述边缘至边缘转变是下降沿转变。
[0009]优选地，所述处理器进一步被配置为:将所述预定时间区间除以虚拟转变的所述数量以确定单位时间周期；并且反转所述单位时间周期以确定所述数据流的所述频率估
i+o
[0010]优选地，所述处理器进一步被配置为:确定用于所述多个代表性组的代表性组的相应计数，所述相应计数对应于与所述代表性组有关的边缘至边缘时间周期的数量；将所述相应计数乘以所述代表性组的所述代表性时间周期以产生用于所述代表性组的相应的加权计数。
[0011]优选地，所述处理器进一步被配置为产生用于所述多个代表性组的其余的各代表性组的相应的加权计数。
[0012]优选地，所述处理器进一步被配置为将转变的所述数量确定为所述多个代表性组的相应的所述加权计数的总和。
[0013]根据本发明的另一方面，提供了一种频率估计电路，包括:边缘检测器，被配置为测量数据流中的边缘至边缘转变之间的时间周期，产生存储在存储器中的多个边缘至边缘时间周期；以及处理器，耦接至所述存储器，所述处理器被配置为:将所述多个边缘至边缘时间周期分类成多个代表性组，每个代表性组具有代表性时间周期；基于所述多个代表性组的所述代表性时间周期确定单位时间周期；和反转所述单位时间周期以确定所述数据流的频率。
[0014]优选地，所述单位时间周期与所述多个代表性组的所述代表性时间周期中的最短的时间周期相对应。
[0015]优选地，每个代表性组的所述代表性时间周期是采样时钟的周期的整数倍。
[0016]优选地，所述边缘检测器被配置为测量与所述采样时钟有关的边缘至边缘转变之间的时间周期。
[0017]根据本发明的又一方面，提供了一种通信装置，包括:接收器，包括:频率估计电路，被配置为:对于预定时段中输入数据流中的边缘至边缘转变的数量进行计数；并且将边缘至边缘转变的所述数量除以所述预定时段内的位区间的数目以确定所述输入数据流的频率估计；接收电压控制振荡器，被配置为基于所述频率估计粗调接收本地振荡信号；切片器，被配置为基于切片器输入时钟对所述输入数据流进行采样，并且提供切片器输出数据；以及时钟和数据恢复模块，被配置为基于所述接收本地振荡器信号和所述切片器输出数据产生所述切片器输入时钟。
[0018]优选地，所述时钟和数据恢复模块被配置为基于所述切片器输出数据调整所述切片器的米样时间。
[0019]优选地，所述频率估计电路基于所述输入数据流的转变密度的先验知识估计所述预定时间段内的位区间的所述数目。
[0020]优选地，通信装置还包括:发送电路，耦接至所述接收器，并且所述发送电路被配置为从所述切片器输出数据再生采样输出数据，并且通过相关的的通信链路发送所述采样输出数据。
[0021]优选地，所述发送电路包括:发送电压控振荡器，被配置为提供发送振荡信号以计时所述采样输出数据的所述再生；以及控制电路，被配置为从所述接收器接收所述频率估计并且基于所述频率估计调谐所述发送振荡信号。
[0022]优选地，所述接收电压控制振荡器包括电容器组和变容二极管，其中，所述电容器组用于基于所述输入数据流的所述频率估计粗调所述接收振荡信号。
[0023]优选地，所述接收电压控制振荡器形成锁相环的一部分，所述锁相环包括:相位检测器，被配置为将所述接收振荡信号的相位与参考信号的相位进行比较并且基于所述比较产生控制信号，其中，所述控制信号用于微调所述接收电压控制振荡器的所述变容二极管。
[0024]优选地，所述边缘至边缘转变是上升沿转变。
[0025]优选地，所述边缘至边缘转变是下降沿转变。
【附图说明】
[0026]参考附图描述本公开内容的实施方式。在附图中，相同的附图标记表示相同的或功能相似的元件。此外，参考标号最左边的数字表示该参考标号首次出现的附图。
[0027]图1示出了根据本公开内容的示例性实施方式的接收器/发送器系统的框图；
[0028]图2示出根据本公开内容的示例性实施方式的模拟锁相环电路的框图；
[0029]图3A示出根据本公开内容的示例性实施方式的用于锁相环的数控电路的框图；
[0030]图3B示出根据本公开内容的示例性实施方式的用于锁相环的边缘周期电路(edge per1dicity circuit)的框图；
[0031]图4示出根据本公开内容的示例性实施方式的边缘计数频率估计方案；
[0032]图5示出根据本公开内容的示例性实施方式的边缘周期频率估计方案；
[0033]图6示出根据本公开内容的示例性实施方式的边缘周期柱状图；
[0034]图7是使用边缘计数方案估计信号的频率并且使用估计的频率重定时信号的操作步骤的流程图；
[0035]图8A是使用边缘周期方案估计信号的频率并且使用估计的频率重定时信号的操作步骤的流程图；
[0036]图SB是使用替换的边缘周期方案估计信号的频率并且使用估计的频率重定时信号的操作步骤的流程图；
[0037]图9是使用时钟数据恢复电路响应来估计信号的频率并且使用估计的频率重定时信号的操作步骤的流程图；
[0038]图10示出了根据实施方式的示例性柱状图。
[0039]现在将参考附图描述本公开内容的实施方式。在附图中，相同的附图标记通常表示相同的、功能相似的和/或结构相似的元件。通过参考标号最左边的数字来表示元件首先出现在其中的示图。
【具体实施方式】
[0040]以下详细的说明参考示出与本公开内容一致的示例性实施方式的附图。在详细说明中的对“一个示例性实施方式”、“示例性实施方式”、“实例的示例性实施方式”等的参考等表示所描述的示例性实施方式可包括特定的特征、结构或特性，但每个示例性实施方式不是