用于选择频段的控制方法及相关的时钟数据恢复装置制造方法

用于选择频段的控制方法及相关的时钟数据恢复装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种控制方法，用于支持多个频段的一时钟数据恢复装置，用来控制该时钟数据恢复装置在该多个频段中选择一工作频段，以使该时钟数据恢复装置产生一用来产生时钟恢复数据的恢复时钟。该控制方法包括接收具有一数据频率的一串行数据流；将该多个频段对应于多个频段群组，其中每一频段群组包括至少一频段且对应于不同频率范围；通过该数据频率以及一锁定电压范围，自该多个频段群组中，选择一频段群组作为一粗调频段群组；以及通过该数据频率、该锁定电压范围以及该粗调频段群组，选择一频段作为该工作频段，以产生该恢复时钟。
【专利说明】用于选择频段的控制方法及相关的时钟数据恢复装置
【技术领域】
[0001]本案涉及一种用于产生时钟的控制方法及其相关时钟数据恢复装置，尤涉及一种不需精准参考频率即可产生准确时钟的控制方法及其相关时钟数据恢复装置。
【背景技术】
[0002]在电子系统中，信号发送端与信号接收端间的时钟信号往往存在着时钟偏差。因此，电子系统需要使用时钟数据恢复(clock data recovery,⑶R)电路来校准时钟偏差，以于信号接收端取得正确的传输数据。通常而言，时钟数据恢复装置需通过使用精准的参考频率，才可据以准确校准时钟偏差。
[0003]举例来说，请参考图1，图1为已知一时钟数据恢复装置10的示意图。时钟数据恢复装置10通过一输入数据流DATAIN以及一参考时钟REF，产生恢复时钟CLK以及时钟恢复数据(Rerimed data) RDATA。如图1所示，时钟数据恢复装置10包括一相位侦测器TOET、一频率侦测器FDET、一选择单元SEL、一状态机STA、一电荷泵CP、一低频滤波器LPF、一多频段压控震荡器VCO以及一除频单元DIV。相位侦测器TOET用来侦测输入数据流DATAIN的数据频率与多频段压控震荡器VCO输出的恢复时钟CLK间的相位差距，并据以输出一相位差距信号S_PD以及一相位锁定信号DL0CK。相位侦测器I3DET另通过输入数据流DATAIN以及恢复时钟CLK，输出时钟恢复数据RDATA。举例来说，相位侦测器I3DET可包括一 D型触发器以及一串行/并列转换器(serial-to-parallel converter)。其中，D型触发器用来通过恢复时钟CLK校准输入数据流DATAIN的频率，校准过后的输入数据流DATAIN再经过串行/并列转换器转换后，即可得到时钟恢复数据RDATA。频率侦测器FDET用来侦测参考时钟REF与一除频时钟DIVCLK间的频率差距，并据以输出一频率差距信号S_FD以及一频率锁定信号FLOCK。其中，除频时钟信号DIVCLK是由恢复时钟CLK经过除频单元DIV除频后产生。选择单元SEL用来通过一选择控制信号C0N，输出相位差距信号S_PD以及频率差距信号S_FD中其中一者至电荷泵CP。电荷泵CP用来通过选择单元SEL输出的信号，产生适当的一电流信号CC至低频滤波器LPF。低频滤波器LPF则通过电流信号CC，产生相对应的锁定电压VC。多频段压控震荡器VCO用来通过锁定电压VC，产生恢复时钟CLK。状态机STA用来通过相位锁定信号DLOCK以及频率锁定信号FL0CK，输出用于控制选择单元SEL的选择控制信号C0N。
[0004]简单来说，当时钟数据恢复装置10开始工作时，时钟数据恢复装置10首先通过参考时钟REF来使多频段压控震荡器VCO输出的恢复时钟CLK接近参考时钟REF。因此，状态机STA通过调整选择控制信号C0N，使选择单元SEL输出频率差距信号S_FD。接下来，当恢复时钟CLK接近参考时钟REF时，频率侦测器FDET会输出适当的频率锁定信号FL0CK，以使状态机STA控制选择单元SEL输出相位差距信号S_PD，从而通过输入数据流DATAIN进行进一步的锁定。如此一来，通过两阶段的锁定，时钟数据恢复装置10可通过准确的参考时钟REF避免误锁(mis-lock)现象，然后再通过输入数据流DATAIN进行更精准的锁定，以取得正确的时钟恢复数据RDATA以及恢复时钟CLK。[0005]然而，时钟数据恢复装置10需要精准且低抖动的参考时钟REF，才可避免于通过输入数据流DATAIN进行进一步的锁定时发生误锁现象。另一方面，于时钟数据恢复装置10开始运作时，输入信号IN中必须包括一段训练图样(training pattern),时钟数据恢复装置10始能锁定至准确的恢复时钟CLK，以撷取正确的时钟恢复数据RDATA。

【发明内容】

[0006]因此，本发明提出一种不需精准参考时钟即可产生准确恢复时钟的控制方法及相关的时钟数据恢复装置。
[0007]通过一方面，本发明公开一种控制方法，用于支持多个频段的一时钟数据恢复装置，用来控制该时钟数据恢复装置于该多个频段中选择一工作频段，以使该时钟数据恢复装置产生一用来产生时钟恢复数据(retimed data)的恢复时钟，该控制方法包括接收具有一数据频率的一串行数据流；将该多个频段对应于多个频段群组，其中每一频段群组包括至少一频段且对应于不同频率范围；通过该数据频率以及一锁定电压范围，自该多个频段群组中，选择一频段群组作为一粗调频段群组；以及通过该数据频率、该锁定电压范围以及该粗调频段群组，选择一频段作为该工作频段，以产生该恢复时钟。
[0008]通过另一方面，本发明公开一种时钟数据恢复装置，包括一相位侦测器，用来通过一串行数据流的一数据频率以及一恢复时钟的一恢复频率来产生一相位侦测信号，并通过该串行数据流以及该恢复时钟，产生恢复数据；一电荷泵，耦接至该相位侦测器，用来通过该相位侦测信号产生一电流信号；一低通滤波器，耦接至该电荷泵，用来依据该电流信号产生一锁定电压；一多频段压控振荡器，耦接至该低通滤波器，用以通过一频段选择信号，操作于多个频段中的一工作频段，并依据该锁定电压与该工作频段来输出该恢复时钟；一电压范围产生单元，通过一范围控制信号，产生一锁定电压范围；一比较单元，耦接至该电压范围产生单元以及该低通滤波器，用来通过该锁定电压以及该锁定电压范围的一最高电压，输出一高锁定信号，并通过该锁定电压以及该锁定电压范围的一最低电压，输出一低锁定信号；以及一控制模块，耦接至该比较单元、该电荷泵、该电压范围产生单元以及该多频段压控振荡器，用来通过该锁定电压、该锁定电压范围、该高锁定信号以及该低锁定信号，输出该频段选择信号以及该范围控制信号。
【专利附图】

【附图说明】
[0009]图1为一已知时钟数据恢复装置的示意图。
[0010]图2为本发明实施例一时钟数据恢复装置的示意图。
[0011]图3A、3B为图2所示的时钟数据恢复装置运作时的范例示意图。 [0012]图4为图2所示的时钟数据恢复装置一实施方式的示意图。
[0013]图5为图2所示的时钟数据恢复装置运作时的另一范例示意图。
[0014]图6为本发明实施例一控制方法的示意图。
[0015]其中，附图标记说明如下:
[0016]10、20时钟数据恢复装置
[0017]200电压范围产生单元
[0018]202比较单元[0019]204控制模块
[0020]400数字仿真转换器
[0021]402、404比较器
[0022]60控制方法
[0023]600 ~624步骤
[0024]CFREQ恢复频率
[0025]CP电荷泵
[0026]CP_EN电荷泵致能信号
[0027]CLK恢复时钟
[0028]CON选择控制信号
[0029]C0N_R范围控制信号C0N_R
[0030]CTT_VBG粗调测试频段群组
[0031]CTT_VB粗调测试频段
[0032]DATAIN输入数据流
[0033]DFREQ数据频率`
[0034]DIV除频单元
[0035]DIVCLK除频时钟
[0036]DLOCK相位锁定信号
[0037]FDET频率侦测器
[0038]FLOCK频率锁定信号
[0039]FTT_VB细调测试频段
[0040]LPF低频滤波器
[0041]PDET相位侦测器
[0042]RDATA时钟恢复数据
[0043]REF参考时钟
[0044]SEL选择单元
[0045]STA状态机
[0046]S_FD频率差距信号
[0047]S_PD相位差距信号
[0048]VB_1 ~VB_n、VB_1 ~VB_15频段
[0049]VB_1，~VB_12’
[0050]VB_SEL频段选择信号
[0051]VB_ff工作频段
[0052]VBG_1 ~VBG_m、VBG_1 ~VBG_5频段群组
[0053]VC锁定电压
[0054]VC_H高锁定信号
[0055]VC_L低锁定信号
[0056]VCO多频段压控震荡器
[0057]VR、VR1、VR2锁定电压范围【具体实施方式】
[0058]在以下所列举的范例实施例中，时钟数据恢复装置通过输入至多频段压控震荡器VCO的锁定电压VC，自动调整多频段压控震荡器VC0，以使多频段压控震荡器VCO工作在最合适的频段。为更清楚地了解本发明，以下将配合附图，以至少一范例实施例来作详细说明。此外，以下实施例中所提到的连接用语，例如:耦接或连接等，仅是参考附加附图用以例示说明，并非用来限制实际上两个组件之间的连接关系是直接耦接或间接耦接。换言之，在一些实施例中，两个组件之间为直接耦接。在另外一些实施例中，两个组件之间为间接耦接。
[0059]请参考图2，图2为本发明实施例一时钟数据恢复装置20的示意图。时钟数据恢复装置20用来通过一串行数据流DATAIN，输出一恢复时钟CLK以及一时钟恢复数据RDATA。如图2所示，时钟数据恢复装置20包括一相位侦测器PDET、一电荷泵CP、一低通滤波器LPF、一多频段压控震荡器VC0、一电压范围产生单元200、一比较单元202以及一控制模块204。相位侦测器I3DET用来通过串行数据流DATAIN的一数据频率DFREQ以及恢复时钟CLK的恢复频率CFREQ来产生一相位侦测信号S_PD。相位侦测器I3DET另通过数据流DATAIN以及恢复时钟CLK，输出时钟恢复数据RDATA。举例来说，相位侦测器I3DET可包括一 D型触发器以及一串行/并行转换器(serial-to-parallel converter)。其中，D型触发器用来通过恢复时钟CLK校准输入数据流DATAIN的频率，校准过后的输入数据流DATAIN再经过串行/并行转换器转换后，即可得到时钟恢复数据RDATA。电荷泵CP耦接至该相位侦测器PDET，用来通过相位侦测信号S_PD以及一电荷泵致能信号CP_EN产生一电流信号CC。低通滤波器LPF耦接至电荷泵CP，用来依据电流信号CC产生一锁定电压VC至多频段压控震荡器VC0。多频段压控震荡器VCO耦接至低通滤波器LPF，用来通过一频段选择信号VB_SEL，操作在频段VB_1?VB_n中的一工作频段VB_W，并依据锁定电压VC与工作频段VB_W来输出恢复时钟CLK。电压范围产生单元200通过一范围控制信号C0N_R，产生一锁定电压范围VR0比较单元202耦接至电压范围产生单元200以及低通滤波器LPF，用来通过锁定电压VC以及锁定电压范围VR的一最高电压，输出一高锁定信号VC_H，并通过锁定电压VC以及锁定电压范围VR的一最低电压，输出一低锁定信号VC_L。控制模块204耦接至电荷泵CP、电压范围产生单元200、比较单元202以及多频段压控振荡器VC0，用来通过锁定电压VC以及锁定电压范围VR，输出频段选择信号VB_SEL、范围控制信号C0N_R以及电荷泵致能信号CP_EN。如此一来，时钟数据恢复装置20即可通过锁定电压VC，自动选取频段VB_1?VB_η中最合适的频段作为工作频段VB_W。换言之，时钟数据恢复装置20不需使用精准的参考时钟或是训练图样，即可输出高精准度的恢复时钟CLK以及正确的时钟恢复数据RDATA。
[0060]详细来说，多频段压控震荡器VCO的频段VB_1?VB_n首先被分为频段群组VBG_1?VBG_m。其中，每一频段群组都包括至少一频段，且每一频段群组对应于不同的频率范围。接下来，控制模块204会通过调整频段选择信号VB_SEL，随机选择频段群组VBG_1?VBG_m其中之一作为粗调测试频段群组CTT_VBG。此时，多频段压控震荡器VCO也会通过频段选择信号VB_SEL选择粗调测试频段群组CTT_VBG中一频段作为粗调测试频段CTT_VB,并使多频段压控震荡器VCO工作在粗调测试频段CTT_VB。较佳地，粗调测试频段CTT_VB对应的频率范围为粗调测试频段群组CTT_VBG所含频段对应的频率范围的中位数，但不在此限。
[0061 ] 接下来，控制模块204调整电荷泵致能信号CP_EN使时钟数据恢复装置20开始进行锁定，以产生对应于粗调测试频段CTT_VB的锁定电压W。在此状况下，比较单元202开始通过锁定电压范围VR以及锁定电压VC，产生高锁定信号VC_H以及低锁定信号VC_L，以指示锁定电压VC是否落在锁定电压范围VR。举例来说，当锁定电压VC大于锁定电压范围VR的最大电压时，比较单元202输出高逻辑电平的高锁定信号VC_H以指示锁定电压VC超过锁定电压范围VR。当锁定电压VC小于锁定电压范围VR的最小电压时，比较单元202输出高逻辑电平的低锁定信号VC_L，以指示锁定电压VC低于锁定电压范围VR。当锁定电压VC落在锁定电压范围VR时，比较单元202输出的高锁定信号VC_H以及低锁定信号乂(:_1^都为低逻辑电平。藉此，比较单元202可判断锁定电压VC是否落在锁定电压范围VR，且可指示锁定电压VC与锁定电压范围VR间的大小关系。值得注意的是，比较单元202需在锁定电压VC趋于稳定之后进行比较，以取得正确的高锁定信号VC_H以及低锁定信号VC_L。
[0062]当比较单元202指示锁定电压VC落在锁定电压范围VR内时，代表输入数据流DATAIN的数据频率DFREQ落在粗调测试频段群组CTT_VBG在锁定电压范围VR内对应的频率范围。因此，控制模块204输出此粗调测试频段群组CTT_VBG作为粗调频段群组CT_VBG，以进行进一步的锁定。当比较单元202指示锁定电压VC未落在锁定电压范围VR内时，控制模块204会通过高锁定信号VC_H以及低锁定信号VC_L选择另一频段群组作为粗调测试频段群组CTT_VBG，并再次进行上述步骤直至锁定电压VC落在锁定电压范围VR内。举例来说，当高锁定信号VC_H指示锁定电压VC超过锁定电压范围VR时，代表数据频率DFREQ高于粗调测试频段群组CTT_VBG在锁定电压范围VR内对应的频率范围。控制模块204选择对应频率范围大 于目前粗调测试频段群组CTT_VBG的频段群组作为下一粗调测试频段群组CTT_VBG。或者，低锁定信号VC_H指示锁定电压VC低于锁定电压范围VR时，代表数据频率DFREQ低于粗调测试频段群组CTT_VBG在锁定电压范围VR内对应的频率范围。控制模块204会选择对应频率范围小于目前粗调测试频段群组CTT_VBG的频段群组作为下一粗调测试频段群组CTT_VBG。如此一来，通过上述步骤，时钟数据恢复装置20可快速寻找相近于输入数据流DATAIN对应的频率范围频段群组，减少锁定时间。
[0063]在输出粗调频段群组CT_VBG之后，控制模块204会通过调整频段选择信号VB_SEL,选择粗调频段群组CT_VBG中一频段作为细调测试频段FTT_VB，并使多频段压控震荡器VCO工作在细调测试频段FTT_VB。随后，控制模块204调整电荷泵致能信号CP_EN使时钟数据恢复装置20开始进行锁定，以产生对应于细调测试频段FTT_VB的锁定电压VC。相似地，比较单元202开始通过锁定电压范围VR以及锁定电压VC，产生高锁定信号VC_H以及低锁定信号VC_L，以指示锁定电压VC是否落在锁定电压范围VR内。若锁定电压VC未落在锁定电压范围VR内，控制模块204通过高锁定信号VC_H以及低锁定信号VC_L，选择另一频段作为细调测试频段FTT_VB。举例来说，当高锁定信号VC_H指示锁定电压VC超过锁定电压范围VR时，代表数据频率DFREQ高于细调测试频段FTT_VB在锁定电压范围VR内对应的频率范围。控制模块204选择对应频率范围大于目前细调测试频段FTT_VB的频段群组作为下一细调测试频段FTT_VB。或者，低锁定信号VC_H指示锁定电压VC低于锁定电压范围VR时，代表数据频率DFREQ低于细调测试频段FTT_VB在锁定电压范围VR内对应的频率范围。控制模块204会选择对应频率范围小于目前细调测试频段FTT_VB的频段群组作为下一粗调测试频段群组CTT_VBG。需注意的是，控制模块204可选择的频段并不限于粗调频段群组CT_VBG所包括的频段。
[0064]另一方面，当比较单元202指示锁定电压VC落在锁定电压范围VR内时，控制模块204通过判断锁定电压范围VR是否小于或等于一误差临界值TH，以输出最佳的工作频段VB_W。当控制模块204判断锁定电压范围VR大于误差临界值TH时，控制模块204调整范围控制信号C0N_R以缩小锁定电压范围VR，并使比较单元202重新比较锁定电压VC与锁定电压范围VR间的大小关系。当锁定电压范围VR小于或等于一误差临界值TH时，控制模块204输出此细调测试频段FTT_VB作为工作频段VB_W。通过重复上述步骤直至锁定电压范围VR小于或等于误差临界值TH，时钟数据恢复装置20不需使用精准的参考时钟或是训练图样，即可使多频段压控震荡器VCO工作在最合适的工作频段VB_W。藉此，时钟数据恢复装置20可输出高精准度的恢复时钟CLK以及正确的时钟恢复数据RDATA。
[0065]值得注意的是，在上述实施例中，时钟数据恢复装置20使用穷举法盲找(blindsearch)选择粗调频段群组CT_VBG以及细调测试频段FTT_VB，但不限于此。举例来说，时钟数据恢复装置20可使用如二分法(binary search)、线性搜索(linear search)等搜索方法，来加速选择粗调频段群组CT_VBG以及细调测试频段FTT_VB的过程，且不在此限。
[0066]为了更清楚说明时钟数据恢复装置20的运作过程，请参考图3A，图3A为图2所示的时钟数据恢复装置20 —运作范例的示意图。如图3A所示，时钟数据恢复装置20的多频段压控震荡器VCO包括频段VB_1?VB_15。其中，频段VB_1?VB_15被分为频段群组VBG_1?VBG_5。首先，控制模块204先选择频段群组VBG_2作为粗调测试频段群组CTT_VBG,并选择频段群组VBG_2中频段VB_5作为粗调测试频段CTT_VB。由于对应于频段VB_5的锁定电压VC超过锁定电压范围VR，因此控制模块204会选择对应频率范围大于频段群组VBG_2的频段群组作为下一粗调测试频段群组CTT_VBG。在此实施例中，控制模块204选择频段群组VBG_3作为下一粗调测试频段群组CTT_VBG，并选择频段VB_8作为粗调测试频段CTT_VB。此时，由于当多频段压控震荡器VCO工作在频段VB_8时，锁定电压VC落在锁定电压范围VR内，因此控制模块204输出频段群组VBG_3作为粗调频段群组CT_VBG。
[0067]接下来，请参考图3B，图3B为图2所示的时钟数据恢复装置20另一运作范例的示意图。在决定频段群组VBG_3作为粗调频段群组CT_VBG后，控制模块204选择频段VB_7作为细调测试频段FTT_VB。此时，由于多频段压控震荡器VCO工作在频段VB_7时，锁定电压VC超过锁定电压范围VR，因此，控制模块204通过调整频段选择信号VB_SEL，选择对应频率范围大于频段VB_7的频段VB_8作为细调测试频段FTT_VB。此时，当多频段压控震荡器VCO工作在频段VB_8时，锁定电压VC虽位在锁定电压范围VR内，然而由于锁定电压范围VR大于误差临界值TH，因此控制模块204会通过调整范围控制信号C0N_R来缩小锁定电压范围VR至锁定电压范围VR1。然后，由于多频段压控震荡器VCO工作在频段VB_8时，锁定电压VC超过锁定电压范围VRl，因此，控制模块204通过调整频段选择信号VB_SEL，选择对应频率范围大于频段VB_8的频段VB_9作为细调测试频段FTT_VB。相似地，控制模块204会将锁定电压范围VRl缩小至等于误差临界值TH的锁定电压范围VR2。此时，由于多频段压控震荡器VCO工作在频段VB_9时，锁定电压VC位在锁定电压范围VR2内且锁定电压范围VR2等于误差临界值TH，因此，控制模块204输出频段VB_9作为工作频段VB_W。藉此，时钟数据恢复装置20可输出高精准度的恢复时钟CLK以及正确的时钟恢复数据RDATA。[0068]需注意的是，上述实施例的主要精神在于通过侦测控制多频段压控震荡器的锁定电压是否在预设的锁定电压范围内，先判断出对应于输入数据流的频段范围。然后，再通过取得的频段范围，逐渐缩小锁定电压范围并与对应于取得的频段范围附近频段的锁定电压进行比较，以取得最合适于输入数据流的频段。藉此，上述实施例的时钟数据恢复装置不需精准的参考时钟，时钟数据恢复装置即可锁定至最合适于输入数据流的频段，并产生高精准度的恢复时钟以及正确的时钟恢复数据。通过不同应用，本领域技术人员应可据以实施合适的更动及修改。举例来说，控制模块204可另包括一储存单元，其用来储存控制模块204输出的工作频段VB_W。当时钟数据恢复装置起始运作时，控制模块204可直接读取储存在储存单元内的工作频段VB_W，而不需重新执行锁定过程。另一方面，时钟数据恢复装置20也可先利用频率误差大于时钟数据恢复装置20可锁定范围的参考频率，辅助时钟数据恢复装置20进入可锁定范围，在执行以上步骤，以快速取得最佳的工作频段VB_W。
[0069]此外，请参考图4，图4为图2所示的时钟数据恢复装置20 —实施方式的示意图。其中，电压范围产生单元200是由一数字仿真转换器400所实现，而比较单元202是由比较器402、404所实现。数字仿真转换器400用来通过范围控制信号C0N_R，产生锁定电压范围VR的一最大电压VRP以及锁定电压范围VR的一最小电压VRN。比较器402用来比较锁定电压VC以及正范围电压VRP，以产生高锁定信号VC_H。比较器404用来比较锁定电压VC以及负范围电压VRN，以产生高锁定信号VC_L。如此一来，时钟数据恢复装置20即可正确地得知锁定电压VC是否位在锁定电压范围VR之中。值得注意的是，在另一实施例中，电压范围产生单元200与比较单元202的组合也可由一仿真数字转换器实现。仿真数字转换器的运作原理应为本领域技术人员所熟知，为求简洁，在此不赘述。
[0070]另一方面，通过调整时钟数据恢复装置的频宽，时钟数据恢复装置可更快速地取得工作频段。请参考图5，图5为图2所示的时钟数据恢复装置20另一运作范例的示意图。如图5所示，时钟数据恢复装置20的多频段压控震荡器VCO包括频段VB_1?VB_15。其中，频段VB_1?VB_15被分为频段群组VBG_1?VBG_5。当时钟数据恢复装置20起始运作时，可先通过调整电流泵CP中充电电流大小、低频滤波器LPF的参数或是多频段压控震荡器VCO的增益，改变时钟数据恢复装置20的频宽，以增加频段VB_1?VB_15各自对应的频率范围。在增加时钟数据恢复装置20的频宽之后，频段VB_1?VB_15分别成为频段VB_1’?VB_15’。由图5可知，由于频段VB_1’?VB_15’对应的频率范围较频段VB_1?VB_15大，因此频段VB_1’?VB_12’(即频段群组VBG_1?VBG_4)对应的频率范围即包括频段VB_1?VB_15 (即频段群组VBG_1?VBG_5)对应的频率范围。换言之，在增加频段VB_1?VB_15各自对应的频率范围后，时钟数据恢复装置20可测试较少数量的频段或是频段群组，即可快速取得输入数据流DATAIN的数据频率DFREQ所对应的频率范围，从而减少输出工作频段VB_W所耗费的时间。
[0071]进一步地，以上所述时钟数据恢复装置取得工作频段的行为，可归纳为一控制方法60。请参考图6，图6是本发明实施例的控制方法60的流程图。控制方法60用于支持多个频段的一时钟数据恢复装置，用来控制时钟数据恢复装置在多个频段中选择一工作频段，控制方法60包括:
[0072]步骤600:开始。
[0073]步骤602:接收具有一数据频率的一串行数据流。[0074]步骤604:将多个频段对应于多个频段群组，其中每一频段群组包括至少一频段且对应于不同频率范围。
[0075]步骤606:自多个频段群组中，选择一第一频段群组作为一粗调测试频段群组。
[0076]步骤608:自粗调测试频段群组中，选择一第一频段作为一粗调测试频段。
[0077]步骤610:通过该测试频段以及该数据频率，产生一粗调锁定电压。
[0078]步骤612:判断该粗调锁定电压是否存在于该锁定电压范围内。当粗调锁定电压存在于锁定电压范围内时，输出粗调测试频段群组作为该粗调频段群组，并执行步骤614;反之，通过粗调锁定电压以及锁定电压范围，自多个频段群组中选择一第二频段群组作为该粗调测试频段群组，并执行步骤608。
[0079]步骤614:自粗调频段群组中，选择一第三频段作为一细调测试频段。
[0080]步骤616:通过细调测试频段以及该数据频率，产生一细调锁定电压。
[0081]步骤618:判断该细调锁定电压是否存在于该锁定电压范围内，以输出该工作频段，当该细调锁定电压存在于该锁定电压范围内时，执行步骤620 ;反之，通过该锁定电压以及该锁定电压范围，选择一第四频段作为该细调测试频段，并执行步骤516。
[0082]步骤620:判断该锁定电压范围是否小于或等于一误差临界值，当该锁定电压范围小于或等于该误差临界值时，执行步骤622输出细调测试频段为工作频段；反之，缩小锁定电压范围，并执行步骤618。
[0083]步骤622:输出该细调测试频段为该工作频段。
[0084]步骤624:结束。
[0085]通过控制方法60，时钟数据恢复装置可不需精准的参考时钟，即可工作在对应于串行数据流的数据频率最佳的频段。需注意的是，控制方法60中通过粗调锁定电压以及锁定电压范围选择第二频段以及通过该锁定电压以及该锁定电压范围选择第四频段的方法可为穷举法、二分法、线性搜索法等算法，且不在此限。控制方法60的详细运作过程可参考前述，为求简洁，在此不赘述。
[0086]综上所述，相较于已知技术需要使用精准的参考时钟或是训练图样来进行锁定，上述实施例公开的控制方法及时钟数据恢复装置可不需使用精准的参考时钟，即可产生准确的恢复时钟与正确的时钟恢复数据。藉此，建构时钟数据恢复装置的制造成本可被有效降低。
[0087]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种控制方法，用于支持多个频段的一时钟数据恢复装置，用来控制该时钟数据恢复装置在该多个频段中选择一工作频段，以使该时钟数据恢复装置产生一用来产生时钟恢复数据的恢复时钟，该控制方法包括: 接收具有一数据频率的一串行数据流； 将该多个频段对应于多个频段群组，其中每一频段群组包括至少一频段且对应于不同频率范围； 通过该数据频率以及一锁定电压范围，自该多个频段群组中，选择一频段群组作为一粗调频段群组；以及 通过该数据频率、该锁定电压范围以及该粗调频段群组，选择一频段作为该工作频段，以产生该恢复时钟。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于通过该数据频率以及该锁定电压范围，自该多个频段群组中，选择该频段群组作为该粗调频段群组的步骤包括: 自该多个频段群组中，选择一第一频段群组作为一粗调测试频段群组； 自该粗调测试频段群组中，选择一第一频段作为一粗调测试频段； 通过该测试频段以及该数据频率，产生一粗调锁定电压；以及 判断该粗调锁定电压是否存在于该锁定电压范围内，以输出该粗调频段群组。
3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于该第一频段所对应的频率范围是该粗调测试频段群组中至少一频段对应的至少一频率范围中的中位数。
4.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于通过该粗调锁定电压以及该锁定电压范围，判断该粗调锁定电压是否存在于该锁定电压范围内，以输出该粗调频段群组的步骤包括: 通过该粗调锁定电压以及该锁定电压范围的一最高电压，产生一高锁定信号； 通过该粗调锁定电压以及该锁定电压范围的一最低电压，产生一低锁定信号；以及 通过该高锁定信号以及该低锁定信号，判断该粗调锁定电压是否存在于该锁定电压范围内，以输出该粗调频段群组。
5.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于判断该粗调锁定电压是否存在于该锁定电压范围内，以输出该粗调频段群组的步骤包括: 当该粗调锁定电压存在于该锁定电压范围内时，输出该粗调测试频段群组作为该粗调频段群组。
6.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于判断该粗调锁定电压是否存在于该锁定电压范围内，以输出该粗调频段群组的步骤包括: 当该粗调锁定电压不存在于该锁定电压范围内时，通过该粗调锁定电压以及该锁定电压范围，自该多个频段群组中选择一第二频段群组作为该粗调测试频段群组。
7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于当该粗调锁定电压高于该锁定电压范围时，该第二频段群组对应的频率范围高于该第一频段群组对应的频率范围。
8.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于当该粗调锁定电压低于该锁定电压范围时，该第二频段群组对应的频率范围低于该第一频段群组对应的频率范围。
9.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于通过该粗调锁定电压以及该锁定电压范围，自该多个频段群组中选择该第二频段群组作为该粗调测试频段群组的步骤包括:通过该粗调锁定电压以及该锁定电压范围，以二分法自该多个频段群组中选择该第二频段群组作为该测试频段群组。
10.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于通过该粗调锁定电压以及该锁定电压范围，自该多个频段群组中选择该第二频段群组作为该粗调测试频段群组的步骤包括: 通过该粗调锁定电压以及该锁定电压范围，以线性搜索自该多个频段群组中选择该第二频段群组作为该测试频段群组。
11.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于通过该粗调锁定电压以及该锁定电压范围，自该多个频段群组中选择该第二频段群组作为该粗调测试频段群组的步骤包括: 通过该粗调锁定电压以及该锁定电压范围，以穷举法盲找自该多个频段群组中选择该第二频段群组作为该测试频段群组。
12.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于通过该数据频率、该锁定电压范围以及该粗调频段群组，选择该频段作为该工作频段，以产生该恢复时钟的步骤包括: 自该粗调频段群组中，选择一第一频段作为一细调测试频段； 通过该细调测试频段以及该数据频率，产生一细调锁定电压； 判断该细调锁定电压是否存在于该锁定电压范围内，以输出该工作频段； 以及 通过该工作频段，产生该恢复时钟。
13.如权利要求12所述的控制方法，其特征在于判断该细调锁定电压是否存在于该锁定电压范围内，以输出该工作频段的步骤包括: 当该细调锁定电压存在于该锁定电压范围内时，判断该锁定电压范围是否小于或等于一误差临界值，以输出该工作频段。
14.如权利要求13所述的控制方法，其特征在于判断该锁定电压范围是否等于该误差临界值，以输出该工作频段的步骤包括: 当该锁定电压范围小于或等于该误差临界值时，输出该细调测试频段为该工作频段。
15.如权利要求13所述的控制方法，其特征在于判断该锁定电压范围是否等于该误差临界值，以输出该工作频段的步骤包括: 当该锁定电压范围大于该误差临界值时，缩小该锁定电压范围。
16.如权利要求12所述的控制方法，其特征在于判断该细调锁定电压是否存在于该锁定电压范围内，以输出该工作频段的步骤包括: 当该细调锁定电压不存在于该锁定电压范围内时，通过该锁定电压以及该锁定电压范围，选择一第二频段作为该细调测试频段。
17.如权利要求16所述的控制方法，其特征在于当该细调锁定电压高于该锁定电压范围时，该第二频段对应的频率范围高于该第一频段对应的频率范围。
18.如权利要求16所述的控制方法，其特征在于当该细调锁定电压低于该锁定电压范围时，该第二频段对应的频率范围低于该第一频段对应的频率范围。
19.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于通过该数据频率以及该锁定电压范围，自该多个频段群组中，选择该频段群组作为该粗调频段群组的步骤另包括: 调整各频段对应的串行数据频率范围。
20.如权利要求19所述的控制方法，其特征在于通过调整各频段对应的串行数据频率范围的步骤包括: 通过改变一电荷泵的充电电流的电流值、一低通滤波器的频宽以及一压控振荡器的增益值中至少一者，调整各频段对应的串行数据频率范围。
21.—种时钟数据恢复装置，包括: 一相位侦测器，用来通过一串行数据流的一数据频率以及一恢复时钟的一恢复频率来产生一相位侦测信号,并通过该串行数据流以及该恢复时钟来产生恢复数据； 一电荷泵，耦接至该相位侦测器，用来通过该相位侦测信号产生一电流信号； 一低通滤波器，耦接至该电荷泵，用来依据该电流信号产生一锁定电压； 一多频段压控振荡器，耦接至该低通滤波器，用以通过一频段选择信号，操作在多个频段中的一工作频段，并依据该锁定电压与该工作频段来输出该恢复时钟； 一电压范围产生单元，通过一范围控制信号，产生一锁定电压范围； 一比较单元，耦接至该电压范围产生单元以及该低通滤波器，用来通过该锁定电压以及该锁定电压范围的一最高电压，输出一高锁定信号，并通过该锁定电压以及该锁定电压范围的一最低电压，输出一低锁定信号；以及 一控制模块，耦接至该比较单元、该电荷泵、该电压范围产生单元以及该多频段压控振荡器，用来通过该锁定电压、该锁定电压范围、该高锁定信号以及该低锁定信号，输出该频段选择信号以及该范围控制信号。
22.如权利要求21所述的时钟数据恢复装置，其特征在于该电压范围产生单元为一数字至模拟转换器。`
23.如权利要求21所述的时钟数据恢复装置，其特征在于该电压范围产生单元与该比较单元组合为一模拟至数字转换器。
24.如权利要求21所述的时钟数据恢复装置，其特征在于该控制模块将该多个频段对应于不同多个频段群组，每一频段群组包括至少一频段且对应于不同频率范围，并通过该锁定电压、该高锁定信号以及该低锁定信号，自该多个频段群组中，选择一频段群组作为一粗调频段群组，最后通过该锁定电压、该高锁定信号以及该低锁定信号，自该粗调频段群组，选择一频段作为该工作频段。
25.如权利要求24所述的时钟数据恢复装置，其特征在于该控制模块自该多个频段群组中，选择一第一频段群组作为一粗调测试频段群组；自该粗调测试频段群组中，选择一第一频段作为一粗调测试频段；以及通过该高锁定信号以及该低锁定信号判断对应于该粗调测试频段的该锁定电压是否存在于该锁定电压范围内，以输出该粗调频段群组。
26.如权利要求25所述的时钟数据恢复装置，其特征在于该第一频段所对应的频率范围是该粗调测试频段群组中至少一频段对应的至少一频率范围中的中位数。
27.如权利要求25所述的时钟数据恢复装置，其特征在于当该锁定电压存在于该锁定电压范围内时，该控制模块输出该粗调测试频段群组作为该粗调频段群组。
28.如权利要求25所述的时钟数据恢复装置，其特征在于当该锁定电压不存在于该锁定电压范围内时，该控制模块通过该高锁定信号以及该低锁定信号，自该多个频段群组中选择一第二频段群组作为该粗调测试频段群组。
29.如权利要求28所述的时钟数据恢复装置，其特征在于当该高锁定信号指示该锁定电压高于该锁定电压范围时，该第二频段群组对应的频率范围高于该第一频段群组对应的频率范围。
30.如权利要求28所述的时钟数据恢复装置，其特征在于当该低锁定信号指示该锁定电压低于该锁定电压范围时，该第二频段群组对应的频率范围低于该第一频段群组对应的频率范围。
31.如权利要求28所述的时钟数据恢复装置，其特征在于该控制模块通过该高锁定信号以及该低锁定信号，以二分法自该多个频段群组中选择该第二频段群组作为该粗调测试频段群组。
32.如权利要求28所述的时钟数据恢复装置，其特征在于该控制模块通过该高锁定信号以及该低锁定信号，以线性搜索自该多个频段群组中选择该第二频段群组作为该粗调测试频段群组。
33.如权利要求28所述的时钟数据恢复装置，其特征在于该控制模块通过该高锁定信号以及该低锁定信号，以穷举法盲找自该多个频段群组中选择该第二频段群组作为该粗调测试频段群组。
34.如权利要求24所述的时钟数据恢复装置，其特征在于该控制模块自该粗调频段群组中，选择一第一频段作为一细调测试频段；并通过该高锁定信号以及该低锁定信号判断通过该细调测试频段以及该数据频率产生的该锁定电压是否存在于该锁定电压范围内，以输出该工作频段。
35.如权利要求34所述的时钟数据恢复装置，其特征在于当该锁定电压存在于该锁定电压范围内时，该控制模块通过该范围控制信号判断该锁定电压范围是否小于或等于一误差临界值，以输出该工 作频段。
36.如权利要求35所述的时钟数据恢复装置，其特征在于当该锁定电压范围小于或等于该误差临界值时，该控制模块输出该细调测试频段为该工作频段。
37.如权利要求35所述的时钟数据恢复装置，其特征在于当该锁定电压范围大于该误差临界值时，该控制模块通过调整该范围控制信号，缩小该锁定电压范围。
38.如权利要求34所述的时钟数据恢复装置，其特征在于当该锁定电压不存在于该锁定电压范围内时，该控制模块通过该高锁定信号以及该低锁定信号，选择一第二频段作为该细调测试频段。
39.如权利要求38所述的时钟数据恢复装置，其特征在于当该高锁定信号指示该锁定电压高于该锁定电压范围时，该第二频段对应的频率范围高于该第一频段对应的频率范围。
40.如权利要求38所述的时钟数据恢复装置，其特征在于当该低锁定信号指示该锁定电压低于该锁定电压范围时，该第二频段对应的频率范围低于该第一频段对应的频率范围。
41.如权利要求20所述的时钟数据恢复装置，其特征在于该控制模块另输出一频宽控制信号，以调整各频段对应的频率范围。
42.如权利要求41所述的时钟数据恢复装置，其特征在于该控制模块另输出一频宽控制信号至该电荷泵、该低通滤波器以及该多频段压控振荡器中至少一者，以调整各频段对应的频率范围。
【文档编号】H03L7/099GK103780251SQ201310019747
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年1月18日 优先权日:2012年10月23日
【发明者】曾子建, 郑宏毅 申请人:联咏科技股份有限公司