专利名称：四倍过采样的数据恢复方法与系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及过采样的数据恢复技术，特别涉及一种四倍过采样的数据恢 复方法与系统。
背景技术：
基于最小化传输差分信号(Transition Minimized Differential Signaling, 以下简称TMDS )标准或者高清晰度多媒体接口 ( High Definition Multimedia Interface ，以下简称HDMI)标准的接收端(Rx )均具有用于传送频率信号 的频率通道(channel C)以及三个分别用于传送红色(R)、绿色(G)、 蓝色(B )的串行数据(serial data)的颜色信道(channel
)。
根据TMDS以及HDMI标准，频率信号(CLK)为25 165MHz，而颜 色信道的数据传输率(data rate)为频率信号的十倍。也就是说， 一个频率 信号周期中任意一个颜色信道皆会有十位的串行数据在传输，而TMDS或 者HDMI的接收端必须利用上述关系对每个颜色信道的十位的串行数据进 行恢复(recovery )。
为了要提高数据恢复的成功率， 一般都是利用过采样(over-sampling) 方法将数据恢复。如美国专利号为US5,905，769、标题为"高速偏斜不灵敏的 多信道数据传输系统与方法"(System and method for high-speed skew-insensitive multi-channel data transmission)的专利文件中公开了 一种三 倍过采样(3X over-sampling )的数据恢复方法与系统。
参见图1,图1示出了现有技术中三倍过采样的数据恢复系统。该数据 恢复系统包括电荷泵锁相回路(charge-pump phase locked loop ，以下简称电 荷帮浦PLL) 20、过采样器(oversampler) 26和数字锁相回路(digital phaselocked loop,以下简称数字PLL )30。其中，数字PLL30具体包括相位对准 窗(phase aligning window) 50、检观'J逻辑电路(detection logic circuit) 52、 数字回路滤波器(digital loop filter )54和相位对准有限状态机(phase-aligning fmite state machine,简称FSM )56。其中，电荷泵PLL20接收频率信号(CLK) 22，过采样器26接收串行数据28,该串行数据28例如三个颜色通道中的 任一串行数据。
其中，电荷泵PLL20接收频率信号22并将频率信号(CLK) 22倍频 2.5倍之后产生相位差30度的12个倍频频率信号(multiphase clock signal) 24输入至过采样器26,进行串行数据28的采样。过采样器26会产生14个 过采样数据(oversampled data)，也就是14个位数据并输入至相位对准窗 50，相位对准窗50可从14个位数据中选取12个过采样数据组成一 12位信 号62以及由该12位信号62中选4f特定的4位组成一 4位信号64并输出。 另外，检测逻辑电路52根据该12位信号62可产生二个相位检测信号(phase detection signal),也就是相位往前信号(UPF )66与相位往后信号(DOWNF ) 68,输入至数字回路滤波器(digital loop filter) 54。而数字回^各滤波器54 则才艮据收到的相位往前信号(UPF) 66或相位往后信号(DOWNF) 68的凄史 目产生三个相位正确建i义叶言号(phase correction recommendation signal), 也就是往前信号(UPT ) 70、维持信号(HOLD ) 72与往后信号(DOWNT ) 74，输入至FSM 56。最后，FSM 56根据往前信号(UPT )70、维持信号(HOLD ) 72与往后信号(DOWNT) 74产生一相位选择信号(phase selection signal) 58输入至相位对准窗50，使得相位对准窗50可由14个过采样数据中选取 12个过采样数据组成一 12位信号62以及从该12位信号62中选择特定的4 位组成一 4位信号64并输出。
参见图2A,图2A为现有技术中三倍过采样的数据恢复第一示意图。 电荷泵PLL20将频率信号(CLK) 22倍频2.5倍之后产生相位差30度的12 个倍频频率信号24-1~24-12。由于一个频率信号(CLK)周期内有十位(bit) 串行数据28-1 28-10,而利用12个倍频频率信号24的上升延作为采样时刻，依序采样十个位数据，则可以使得每一位数据皆被采样3次。
参见图2B,图2B为现有技术中三倍过采样的数据恢复第二示意图。当 以12个倍频频率信号24的上升延为采样时刻依序采样四个位的数据时，可 以产生十二个位的过采样数据(oversampleddata),分别为S[O]、 S[1] S[11], 再加上前一次采样的最后一个过采样位S，[ll]以及下一次采样的第一个过 采样位S"
组成14位信号。
举例来说，图2B中假设串行数据中四个位28-1、 28-2、 28-3、 28-4的 数据分别为1、 0、 1、 0，倍频频率信号24-1、 24-2、 24-3的上升延可采样 第一位28-1,因此S
=S[1]=S[2]=1;倍频频率信号24-4、 24-5、 24-6的上 升延可采样第二位28-2,因此S[3]=S[4]=S[5]=0;倍频频率信号24-7、 24-8、 24-9的上升延可采样第三位28-3,因此S[6]=S[7]=S[8]=1;倍频频率信号 24-10、 24-11、 24-12的上升延可采样第四位28-4,因此S[9]=S[10]=S[11]=0。 此时串行数据与倍频频率信号为完美同步(perfect synchronization) , 12位 信号为S
S[11],而选取12位信号中的S[l]、 S[4]、 S[7]、 S[10]组成4位 信号，此时，串行数据中的四个位28-1、 28-2、 28-3、 28-4的正确逻辑数值 S[l]=l、 S[4]=0、 S[7]=l、 S[10;h0成功的被恢复(recovery)。
检测逻辑电路52以三个采样数据为单位，根据该12位信号S[O卜S[ll] 的逻辑数值来决定是否输出相位往前信号(UPF) 66或相位往后信号 (DOWNF)68。在完美同步时，由于S
=S[1]=S[2]=1、 S[3]=S[4]=S[5]=0、 S[6]=S[7]=S[8]=1、 S[9]=S[10]=S[11]=0,因此，检测逻辑电路52不会输出 相位往前信号(UPF) 66或相位往后信号(DOWNF) 68。因此，FSM 56 会收到维持信号(HOLD) 72，并且产生相位选择信号通知相位对准窗50 维持现在相位的选择。
参见图2C,图2C为现有技术中三倍过采样的数据恢复第三示意图。当 串行数据与倍频频率信号为不完美同步(imperfect synchronization)时，14 位信号为S，[ll]=l、 S
=1、 S[l]=l、 S[2]=0、 S[3]=0、 S[4]=0、 S[5]=l、 S[6]=l、 S[7]=l、 S[8]=0、 S[9]=0、 S[10]=0、 S[ll]=l、 S，，
=1。此时，12位信号为S[O卜S[ll],而12位信号中的S[l]、 S[4]、 S[7]、 S[10]即为4位信号。虽然 串行数据中的四个位24-1、 24-2、 24-3、 24-4的正确逻辑数值S[l]=l、 S[4]=0、 S[7]=l、 S[10]=0可以成功的被恢复(recovery),但是检测逻辑电路52根 据S
=S[1]#S[2]、 S[3]=S[4]#S[5]、 S[6]=S[7] ^ S[8]、 S[9]=S[10] # S[l l]， 会输出相位往前信号(UPF ) 66。因此，FSM 56会收到往前信号(UPT ) 70， 并且产生相位选择信号通知相位对准窗50改变相位的选择，使得12位信号 为S，[ll]、 S[O]、 S[l]、 S[2]、 S[3]、 S[4]、 S[5]、 S[6]、 S[7]、 S[8]、 S[9]、 S[IO]。因此，S，[11]=S
=S[1] 、 S[2]=S[3]=S[4] 、 S[5]=S[6]=S[7]、 S[8]=S[9]=S[10],再次回到完美同步。
一般来说，现有技术中过采样的数据恢复方法与系统皆是使用奇数 (odd)的过釆样方法与系统，例如3倍过采样或者5倍过采样的方法与系 统。而这些方法与系统都必须使用超过2.5倍频的电荷泵PLL。此外，这两 种方法与系统每次仅能采样四位的串行数据。以3倍过采样的方法与系统来 说，当串行数据的偏斜(skew)太严重时，釆样数据可能同时出现错误进而 造成^t据无法正确恢复(recovery)的情况发生。
发明内容
本发明的目的是提出 一种四倍过采样的数据恢复方法与系统，该系统使 用较低倍频的电荷泵PLL,并可同时采样较多位的串行数据。
因此，本发明提出一种四倍过采样的数据恢复系统，包括电荷泵锁相 回路，接收频率信号后产生复数个倍频频率信号；四倍过釆样器，接收所述 倍频频率信号并利用这些被频频率信号采样串行数据后输出M位信号，其 中串行数据中的每一位皆可被采样四次；数据重构单元，接收所述四倍过采 样器输出的M位信号，合并连续二次接收到的该M位信号后产生(M+N) 位信号；以及，数字锁相回路，将所述(M+N)位信号并区分为N+l组M 位数据，并从该N+l组M位数据中选择一组M位l史据来产生P位恢复l史据。
进一步的，本发明还提出一种四倍过采样的数据恢复方法，包括下列步骤根据频率信号产生复数个倍频频率信号；利用该些倍频频率信号采用串 行数据并产生M位信号，其中串行数据中的每一位皆可被采样四次；然后， 合并连续二次产生的M位信号，得到(M+N)位信号；区分该(M+N)位 信号产生N+1组M位数据；从该N+1组M位数据中选择一组M位数据； 以及，根据选定的一组M位数据产生P位恢复数据。
图1为现有技术中三倍过采样的数据恢复系统。
图2A为现有技术中三倍过采样的数据恢复的第一示意图。
图2B为现有技术中三倍过采样的数据恢复的第二示意图。
图2 C为现有技术中三倍过采样的数据恢复的第三示意图。
图3为本发明四倍过采样的数据恢复系统的结构示意图。
图4为本发明四倍过采样器采样串行数据示意图。
图5A为本发明数据检测单元的结构示意图。
图5B为第一数据检测电路示意图。
图6 A为数据决定单元的判断方法第 一 实施例的流程图。
图6B为数据决定单元的判断方法第二实施例的流程图。
图7为本发明数据选择单元的相位(phase)选择图。
图8A为本发明四倍过采样的数据恢复方法的第一示意图。
图8B为本发明四倍过采样的数据恢复方法的第二示意图。
图8C为本发明四倍过采样的数据恢复方法的第三示意图。
图8D为本发明四倍过采样的数据恢复方法的第四示意图。
图9为本发明数据校正单元电路图。
主要元件符号说明
20 电荷泵锁相回路 22 频率信号
24 12个倍频频率信号 26 过采样器28串行数据30数字锁相回路
50相位对准窗52;险测逻辑电路
54数字回路滤波器56相位对准有限状态才几
6212位信号644位信号
66相位往前信号68相位往后信号
70往前信号72维持信号
74往后信号
120电荷泵锁相回路122频率信号
12420个倍频频率信号125四倍过采样器
126数据重构单元128串行数据
130数字锁相回路150多任务单元
152数据检测单元154数据决定单元
156数据选择单元158数据校正单元
180、182、 184、 186、 188、190异或非门
192与门
194、196、 200 非门
198、202 或非门
158-1~158-5 多任务器
具体实施例方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
参见图3,图3为本发明四倍过采样的数据恢复系统的结构示意图。该 数据恢复系统包括电荷泵锁相回^各(charge-pump phase locked loop,以下简 称电荷泵PLL) 120、四倍过采样器(4X oversampler) 125、数据重构单元 (data regenerator) 126和凄t字锁相回^各(digital phase locked loop, 以下简 称数字PLL)130。其中，数字PLLl 30具体包括多任务单元(multiplexing unit) 150、数据4全测单元(data detection unit) 152、数据决定单元(data decisionunit) 154、数据选择单元(data selection unit) 156和数据校正单元(data correction unit) 158。其中，电荷泵PLL 120接收频率信号(CLK) 122;过 采样器125接收串行数据128,该串行数据128例如而三个颜色通道中的任 一串行数据。
根据本发明的实施例，电荷泵PLL120接收频率信号(CLK) 122并将 频率信号(CLK) 122倍频2倍之后产生相位差18度的20个倍频频率信号 124，输入至四倍过采样器125进行串行数据128的采样。四倍过采样器125 在一个频率周期(clock cycle)内产生20个过采样数据，也就是20个位数 据S
输入至数据重构单元126。
参见图4，图4为本发明四倍过采样器125采样串行数据示意图。由于 电荷泵PLL 120接收频率信号(CLK) 22并将频率信号(CLK) 22倍频2 倍，因此，倍频频率信号的一个倍频频率周期可以采样五位的串行数据，而 每一位皆可被采样四次。如图4所示，在一个倍频频率周期可以采样20个 位数据S
。
当20个位数据S
输入至数据重构单元126时，lt据重构单元126 会将前一频率周期采样的最后7个位数据S，[13:19]加上20个位数据S
后输出27位数据Q
。
多任务单元150接收27位数据Q
,并将该27位数据Q
分成 八组20位数据，亦即Q
、 Q[l:20]、 Q[2:21]、 Q[3:22]、 Q[4:23]、 Q[5:24]、 Q[6:25]、以及Q[7:26]。而数据选择单元156会选择多任务单元150的八组 20位数据其中之一作为20位数据D
，输入至数据检测单元152;同时， 20位数据D
中可选择D[1:5:9:13:17]或者D[2:6:10:14:18]作为5位数据 输入至数据校正单元158。
参见图5A示出的本发明数据检测单元的结构示意图。数据检测单元152 包括五个相同的数据检测电路152-1 152-5,第 一数据检测电路152-1接收 D
、第二数据检测电路152-2接收D[4:7]、第三数据检测电路152-3接 收D[8:11 ]、第四数据检测电路152-4接收D[12:15]、第五数据检测电路152-5接收D[16:19]。根据接收的四位数据，每个数据检测电路皆可以输出正确信 号(五个数据检测电路输出的正确信号分别表示为01 05)、错误信号(五 个数据检测电路输出的错误信号分别表示为X1 X5)、左移信号(五个数 据检测电路输出的左移信号分别表示为L1 L5)和右移信号(五个数据检测 电路输出的右移信号分别表示为R1 R5)。
参见图5B,图5B为本发明第一数据检测电路示意图。以第一个数据检 测电路152-1为例，第一数据检测电路152-1包括第一异或非门(NXOR) 180接收D
、 D[l]后产生一信号a (" = 00
+玩1]).(5向+ /)[1]))，第二异或 非门(NXOR)182接收D[l]、D[2〗后产生一信号b( 6 =(邻]+兩).雨+"[2])), 第三异或非门(NXOR ) 184接收D[2] 、 D[3]后产生 一 信号c (c-(Z)[2] +雨).(雨+ D[3])),第四异或非门(NXOR) 186接收信号a、信 号b后产生一信号d ( " = + (5 + 6)),第五异或非门(NXOR) 188接收 信号b、信号c后产生一信号e (e = (Z>+^(S + c))。然后，利用第六异或非 门(NXOR) 190与第一与门(AND) 192可产生第一正确信号(01)为 01 = Z7.(rf+》.(5+e);利用第一非门(NOT) 194可产生第一错误信号(XI) 为11 = 5,利用第二非门(NOT) 196与第一或非门(NOR) 198可产生第一 左移信号(LI )为丄1 =〖"利用第三非门(NOT) 200与第二或非门(NOR) 202可产生第一右移信号(Rl)为wlwS。
冲艮据本发明的实施例，当D
为
、 [1, 1, 1, l]、 [1, 0, 0， l]与[O， 1， 1， O]时，第一正确信号(01 )输出"l，，，第一错误信号(X1) 输出"0",第一左移信号(Ll)输出"0",第一右移信号(Rl)输出"0"。当 D
为
、 [1, 1, 1, 0]时，第一正确信号(01)输出"0",第 一错误信号(XI )输出"0"，第 一左移信号(Ll )输出'T，，第 一右移信号(Rl ) 输出"0"。当D
为[1， 0, 0, 0]、
时，第一正确信号(01) 输出"0"，第一错误信号(XI )输出"0",第一左移信号(Ll )输出"O，，，第 一右移信号(Rl )输出'T，。此外，当D
为上述八种情况之外的信号时，例如[O， 0, 1, l]、 [1， 1， 0, 0],第一正确信号(Ol)输出"O"，第一错误 信号(XI)输出"1"，第一左移信号(Ll)输出"O，，，第一右移信号(Rl)
输出"o"。
也就是说，当第一正确信号(01)输出'T，时，代表输入的D
为正 确的数据；当第一错误信号(XI)输出'T，时，代表输入的D
的数据有 误；当第一左移信号(Ll)输出"l"时，代表可将采样的数据向左移动一个 位(bit);以及，当第一右移信号(Rl)输出"l，，时，代表可将采样的数据 向右移动一个位(bit)。
参见图6A,图6A为本发明中数据决定单元判断方法第一实施例的流 程图。由于数据决定单元154连接至数据检测单元152,而数据检测单元152 输出的五个正确信号(01 05)、五个错误信号(X1 X5)、五个左移信号 (L1 L5)和五个右移信号(R1 R5)可视为一4企测信号组(detecting signal set)。因此，数据决定单元可以根据数据检测单元输出的检测信号组来决定 采样数据的调整。
由图6A可知，当检测信号组中的错误信号输出'T，的数目为大于或等于 3时(步骤al)，直接输出左移采样信号(Lout)(步骤fl);反之，当错 误信号输出'T，的数目小于3时(步骤al)，则判断正确信号输出'T，的数目 是否大于或等于3 (步骤bl)。
进一步地，当正确信号输出"1"的数目大于或等于3时(步骤bl),则 判断错误信号输出"l"的数目是否为2 (步骤cl)。当错误信号输出"l"的数 目为2(步骤cl)时，则输出左移采样信号(Lout)(步骤fl);反之，当 错误信号输出"l"的数目不为2(步骤c2)时，则不输出右移采样信号(Rout) 以及左移采样信号(Lout)(步骤el)，也就是保持原来的状态。
进一步地，当正确信号输出"l"的数目小于3时(步骤bl),则判断右 移信号输出'T'的凄t目大于或等于2且左移信号输出"l"的数目小于2 (步骤 dl)是否成立。当(步骤dl)成立时，则输出右移采样信号(Rout)(步骤 gl);反之，则输出左移采样信号(Lout)(步骤fl)。参见图6B，图6B为本发明数据决定单元判断方法第二实施例的流程 图。由于数据决定单元154连接至数据4企测单元152，而数据;险测单元152 输出的五个正确信号(01 05)、五个错误信号(X1 X5)、五个左移信号 (L1 L5)和五个右移信号(R1 R5)可碎见为一才全测信号组(detecting signal set)。因此，数据决定单元可以根据数据检测单元输出的检测信号组来决定 采样数据的调整。
由图6B可知，当检测信号组中的错误信号输出"l"的数目大于或等于3 时(步骤a2),直接输出右移采样信号(Rout)(步骤f2);反之，当错 误信号输出'T，的数目小于3时(步骤a2),则判断正确信号输出"l"的数目 是否大于或等于3 (步骤b2)。
进一步地，当正确信号输出'T，的数目大于或等于3时(步骤b2)，则 判断错误信号输出"l"的数目是否为2 (步骤c2)。当错误信号输出"l"的数 目为2(步骤c2)时，则输出右移采样信号(Rout)(步骤f2);反之，当 错误信号输出"1"的数目不为2 (步骤c2 )时，则不输出右移采样信号(Rout) 以及左移采样信号(Lout)(步骤e2),也就是保持原来的状态。
进一步地，当正确信号输出"l"的数目小于3时(步骤b2)，则判断左 移信号输出'T，的数目大于或等于2且右移信号输出"l"的数目小于2 (步骤 d2)是否成立。当(步骤d2)成立时，则输出左移采样信号(Lout)(步 骤g2);反之，则输出一右移采样信号(Rout)(步骤f2)。
参见图7，图7为本发明数据选择单元的相位(phase)选择图。由于多 任务单元150可接收27位数据Q
,并将该27位数据Q
分成八组 20位数据，即Q
、 Q[l:20]、 Q[2:21]、 Q[3:22]、 Q[4:23]、 Q[5:24]、 Q[6:25]、 以及Q[7:26]。因此，数据选择单元中的八个相位(phase 0 phase 7 )就对应 到多任务单元150的八组20位数据。即，数据选择单元156可输出相位选 择信号至多任务单元150，使得多任务单元150可由八组20位数据中选择 一特定20位数据。也就是说，当数据选择单元156处在第零相位(phase 0 ) 时，该数据选择单元156可以控制多任务单元150输出Q
的20位数据。同理，第1相位(phase 1 )可对应至Q[l:20]的20位数据；第2相位(phase 2)可对应至Q[2:21]的20位数据；并依此类推。
由图7可知所有相位之间的转换关系。举例来说，假设数据选择单元 156当前处在第零相位(phase 0)时，如果数据决定单元154持续输出7次 右移采样信号(Rout),则数据选择单元156会依序转换到第七相位(phase 7)。其顺序为第零相位(phase 0)、第一相位(phase 1 )、第二相位(phase 2)直至第七相位(phase 7);当数据选择单元156处在第七相位(phase 7 ) 且数据决定单元154再输出1次右移采样信号(Rout),则数据选择单元156 会转换到第四相位(phase 4);同理，假设数据选择单元156当前处在第七 相位(phase 7 )时，如果数据决定单元154持续输出7次左移采样信号(Lout), 则数据选择单元156会依序转换到第零相位(phase 0);当数据选择单元 156处在第零相位(phase 0)且数据决定单元154再输出1次左移采样信号 (Lout)，则数据选择单元156会转换到第三相位(phase 3 )。总的来说， 相位转换的原则为当接收到右移采样信号时，且当前相位不为编号最大的 相位时，则选择编号增加的相位，当接收到左移采样信号时，且当前相位不 为第零相位时，则选择编号减小的相位。当接收到右移采样信号时，且当前 相位为编号最大的相位时，则选择编号最大相位所在组的编号最小的相位， 当接收到左移采样信号时，且当前相位为第零相位时，则选择第零相位所在 组的编号最大的相位。其中，本实施例中，第零相位(phase0)、第一相位 (phase 1 )、.第二相位(phase 2 )和第三相位(phase 3 )为 一组；第四相位 (phase 4 )、第五相位(phase 5 )、第六相位(phase 6 )和第七相位(phase 7)为一组。
参见图8A,图8A为本发明四倍过采样数据恢复方法的第一示意图。 假设串行数据为交错出现的"O，，与'T'，且在不理想的状态(non-ideal case )。 假设多任务单元150输出的20位数据D
为情况(I),数据检测单元 152中的五个数据检测电路152-l 152-5会输出三个错误信号(X1、X3、X4)、 一个左移信号(L2)、以及一个右移信号(R5)。因此，第一实施例的数据决定单元154会产生一左移采样信号(Lout)，使得多任务单元150输出 的20位数据D
为情况(II)。
当多任务单元150输出的20位数据D
为情况(II)时，数据检测 单元152中的五个数据检测电路152-1 152-5会输出三个左移信号(Ll 、 L3、 L4)、 一个正确信号(02)、以及一个错误信号(X5)。因此，第一实施 例的数据决定单元154会产生一左移采样信号(Lout)，使得多任务单元150 输出的20位数据D
为情况(III)。
当多任务单元150输出的20位数据D
为情况(III)时，数据4企测 单元152中的五个数据检测电路152-1~152-5会输出三个正确信号(01 、 02、 04)、 一个右移信号(R3)、以及一个左移信号(L5)。因此，第一实施 例的数据决定单元154不会输出右移采样信号(Rout)以及左移采样信号 (Lout),也就是保持原来的状态。
或者，假设多任务单元150输出的20位数据D
为情况(IV),数 据检测单元152中的五个数据检测电路152-l 152-5会输出四个右移信号 (Rl、 R2、 R4、 R5)、以及一个错误信号(X3)。因此，第一实施例的数 据决定单元154会产生一右移采样信号(Rout),使得多任务单元150输出 的20位数据D
为情况(III)。
同理，第图8B、图8C和图8D，也提出各种非理想状况时的四倍过采 样的数据恢复方法示意图。由于原理相同，因此不再作解释。
根据本发明的实施例，多任务单元150输出的20位数据D
中可选 择D[l:5:9:13:17]或者D[2:6:10:14:18]成为5位数据输入至数据校正单元 158。参见图9,图9为本发明数据校正单元电路图。数据校正单元158中 包括五个多任务器158-1~158-5,每个多任务器158-1 158-5皆具有选择端、 零输入端、壹输入端和输出端。五个多任务器158-1~158-5的输出端Dout[O]、 Dout[l]、 Dout[2]、 Dout[3]、 Dout[4]即为恢复的5位数据(5 bits recovered data)。
其中，第一多任务器158-1的选择端(Sl)接收第一错误信号(XI);第二多任务器158-2的选择端(S2)接收第二错误信号(X2);第三多任务 器158-3的选择端(S3)接收第三错误信号(XI);第四多任务器158-4的 选择端(S4)接收第四错误信号(X4);以及，第五多任务器158-5的选择 端(S5)接收第五错误信号(XI)。
第一多任务器158-1的零输入端(0)接收D[1]数据、第二多任务器158-2 的零输入端(0)接收D[5]数据、第三多任务器158-3的零输入端(0)接收 D[9]数据、第四多任务器158-4的零输入端(0)接收D[13]数据、第五多任 务器158-5的零输入端(0)接收D[17]数据。
第一多任务器158-1的壹输入端(1)接收第二多任务器158-2反相的 Dout[l]数据(^[1])、第二多任务器158-2的壹输入端(1)接收第一多 任务器158-1反相的Dout[O]数据(^向)以及第三多任务器158-3反相的 Dout[2]数据(^面)、第三多任务器158-3的壹输入端(1)接收第二多 任务器158-2反相的Dout[l]数据(5^面)以及第四多任务器158-4反相的 Dout[3]数据(5^])、第四多任务器158-4的壹输入端(1)接收第三多 任务器158-3反相的Dout[2]数据(^面)以及第五多任务器158-5反相的 Dout["数据(^向)、第五多任务器158-5的壹输入端(1)接收第四多 任务器158-4反相的Dout[3]数据(^冈)。
很明显地，当错误信号(X1 X5)皆输出"0，，时，代表多任务器 158-l 158-5零输入端上的数据D[l:5:9:13:17]即为恢复数据Dout
。反之， 举例来说，当第一错误数据(XI)输出'T，时，代表第一多任务器158-1零 输入端上的数据D[1]有误，此时，第一多任务器158-1会选择第二多任务器 158-2输出端Dout[l]数据经过反相成为第一多任务器158-1输出端的数据。 亦即，Dout
=:^[I]。也就是说，当错误信号出现时，相对应的数据会由 前一位或者由下一个位的数据来校正。
因此，本发明的特点在于提供一种四倍过采样的数据恢复方法与系统。 当取数据为非理想状况时，本发明可以调整多任务器的采样数据，使得采样的数据正确率大幅提升。并且，可以利用本发明的数据校正单元对错误的数 据进行校正。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的 保护范围。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、一种四倍过采样的数据恢复系统，其特征在于，该系统包括电荷泵锁相回路，用于接收频率信号后产生复数个倍频频率信号；四倍过采样器，用于根据所述倍频频率信号采样串行数据后，输出M位信号，其中所述串行数据中的每一位均被采样四次；数据重构单元，用于接收所述四倍过采样器输出的M位信号，合并连续二次接收到的M位信号后产生(M+N)位信号；以及数字锁相回路，将所述(M+N)位信号区分为N+1组M位数据，从所述N+1组M位数据中选择一组M位数据后产生P位恢复数据。
2、 如权利要求1所述的四倍过采样的数据恢复系统，其特征在于，所述数 字锁相回路包括多任务单元，用于接收所述(M+N)位信号，将所述(M+N)位信号分为 N+l组M位数据，根据接收自数据选4奪单元的相位选4爭信号从所述N+l组M 位数据中选择一组M位数据；数据检测单元，用于接收所述多任务单元选定的M位数据，根据接收的M 位数据生成用于恢复所述P位恢复数据的检测信号组；数据决定单元，用于接收所述检测信号组，根据所接收的检测信号组产生 右移采样信号和左移采样信号其中之一；数据选择单元，用于接收所述右移采样信号或所述左移采样信号，当接收 到右移采样信号时，且当前相位不为编号最大的相位时，则选"^奪编号增加的相 位，当接收到左移采样信号时，且当前相位不为第零相位时，则选择编号减小 的相位；以及数据校正单元，用于接收所述多任务单元选定的M位数据，根据接收自所 述检测单元的检测信号组产生P位恢复数据。
3、 如权利要求2所述的四倍过采样的数据恢复系统，其特征在于，所述数 据选择单元，当接收到右移釆样信号时，且当前相位为编号最大的相位时，则选择编号最大相位所在组的编号最小的相位，当接收到左移采样信号时，且当 前相位为第零相位时，则选择第零相位所在组的编号最大的相位。
4. 如权利要求2所述的四倍过采样的数据恢复系统，其特征在于，所述数 据检测单元包括五个数据检测电路，每个数据检测电路处理接收的M位数据中 的四位数据，进而产生正确信号、错误信号、左移信号和右移信号，其中，所 述五个数据检测电路分别产生的所述正确信号、所述错误信号、所述左移信号 和所述右移信号构成所述检测数据组。
5. 如权利要求4所述的四倍过采样的数据恢复系统，其特征在于，所述数 据才全测电路包括第 一异或非门，用于接收所述四位数据中的第 一位数据和第二位数据后产 生信号a;第二异或非门，用于接收所述四位数据中的第二位数据和第三位数据后产 生信号b;第三异或非门，用于接收所述四位数据中的第三位数据和第四位教:据后产 生信号c;第四异或非门，用于接收所述信号a和所述信号b后产生信号d; 第五异或非门，用于接收所述信号b和所述信号c后产生信号e; 第六异或非门，用于接收所述信号d和所述信号e;与门，用于连接至所述第六异或非门输出端并接收所述信号b后输出正确 信号；第一非门，用于接收所述信号b后输出错误信号； 第二非门，用于接收所述信号d; 第一或非门，用于接收所述信号e后输出左移信号； 第三非门，用于接收所述信号e;以及 第二或非门，用于接收所述信号d后输出右移信号。
6. 如权利要求2所述的四倍过采样的数据恢复系统，其特征在于，所述数 据决定单元具有判断流程，包括下列步骤al、判断所述检测信号组中错误信号的数目是否大于或等于3;如果是， 则输出所述左移采样信号；否则，执行步骤bl;bl、判断所述检测信号组中正确信号的数目是否大于或等于3;如果是， 则执行步骤cl;否则，执行步骤dl;cl、判断所述错误信号的数目是否为2;如果是，则输出左移采样信号， 结束所述判断流程；否则，不输出右移采样信号和左移采样信号，结束所述判 断流程；dl、判断所述检测信号组中右移信号的数目大于或等于2且左移信号的数 目小于2是否成立；如果是，则输出右移采样信号；否则，输出左移釆样信号。
7. 如权利要求2所述的四倍过采样的数据恢复系统，其特征在于，所述数 据决定单元具有判断流程，包括下列步骤a2、判断所述检测信号组中错误信号的数目是否大于或等于3;如果是， 则输出右移采样信号；否则，执行步骤b2;b2、判断所述检测信号组中正确信号的数目是否大于或等于3;如果是， 则执行步骤c2;否则，执行步骤d2;c2、判断所述错误信号的数目是否为2;如果是，则输出右移采样信号， 结束所述判断流程；否则，不输出右移采样信号和左移采样信号，结束所述判 断流程；d2、判断所述检测信号组中左移信号的数目大于或等于2且右移信号的数 目小于2是否成立；如果是，则输出左移采样信号；否则，输出右移采样信号。
8. 如权利要求1所述的四倍过采样的数据恢复系统，其特征在于，所述数 字锁相回路选定的一组M位数据具有20位；所述P位恢复数据具有5位，且 所述P位数据包括所述选定的一组M位数据中的第二位数据、第六位数据、第 十位数据、第十四位数据和第十八位数据。
9. 如权利要求1所述的四倍过采样的数据恢复系统，其特征在于，所述数 字锁相回3各选定的一组M位数据具有20位；所述P位恢复数据具有5位，且 所述P位数据包括所述选定的一组M位数据中的第三位数据、第七位数据、第十一位数据、第十五位数据和第十九位数据。
10. —种四倍过采样的数据恢复方法，其特征在于，该方法包括下列步骤 才艮据频率信号产生复数个倍频频率信号；利用所述倍频频率信号采样串行数据，产生M位信号；所述串行数据中的 每一<立#皮采才羊四次；合并连续二次产生的M位信号，得到(M+N)位信号； 将所述(M+N)位信号区分为N+l组M位数据； 从所述N+l组M位数据中选4奪一组M位数据；以及 由所选定的一组M位数据产生P位恢复数据。
11.如权利要求10所述的四倍过采样的数据恢复方法，其特征在于，所述 /人所述N+l组M位凄史据中选4奪一组M位凄t据为根据当前相位选择信号从所述N+l组M位数据中选择一组M位数据； 所述相位选纟奪信号的确定方式为根据所述选择的M位数据生成用于恢复所述P位恢复数据的^^测信号组； 根据所述检测信号组产生右移采样信号或者左移采样信号； 当产生右移采样信号时，且当前相位不为编号最大的相位时，则选择编号 增力o的相位；以及当产生左移采样信号时，且当前相位不为第零相位时，则选择编号减小的 相位。
全文摘要
本发明公开了一种四倍过采样的数据恢复系统，包括电荷泵锁相回路，接收频率信号后产生复数个倍频频率信号；四倍过采样器，根据所述倍频频率信号采样串行数据后输出M位信号，其中串行数据中的每一位皆可被采样四次；数据重构单元，接收所述四倍过采样器输出的M位信号，合并连续二次接收到的M位信号后产生(M+N)位信号；以及，数字锁相回路，接收所述(M+N)位信号并区分为N+1组M位数据，并从该N+1组M位数据中选择一组M位数据来产生P位恢复数据。使用本发明能够使用较低倍频的电荷泵PLL，并可同时采样较多位的串行数据。
文档编号H04L1/00GK101321052SQ200810133238
公开日2008年12月10日 申请日期2008年7月22日 优先权日2008年7月22日
发明者许家豪 申请人:凌阳科技股份有限公司