数据流采样频率调节方法和采样装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种数据流采样频率调节方法和采样装置。该数据流采样频率调节方法包括：获取通过信道传输的第一时序标签；获取链接时钟；根据第一时序标签得到第二时序标签，其中，将第一时序标签恢复成数据流时钟，根据数据流时钟和链接时钟得到第二时序标签；比较第一时序标签和第二时序标签，得到时序标签差值；根据时序标签差值调节采样频率；根据调节后的采样频率对数据流进行采样。以解决对数据流采样不准确的问题。通过本发明，能够准确地对数据流采样。
【专利说明】数据流采样频率调节方法和采样装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据传输领域，具体而言，涉及一种数据流采样频率调节方法和采样
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【背景技术】
[0002]通常，数据传输系统的源能够传输连续数据流，比如视频流或者音频流。在通信信道上传输的数据往往包含着时钟信息，因此在通信末端就要将时钟信息从数据中恢复出来，然后才能恢复出例如音频数据等数据信息。
[0003]因为时钟信息不能直接在信道中传输，在传输时钟之前，需要对时钟数据进行量化，通过数据包对时钟信息进行传输。在对数据量化过程中会导致偏差，但是在长周期内的数字量化平均值是准确的。在接收时钟数据的时候需要将传输时钟数据的数据包进行恢复，得到时钟数据量化序列，但是恢复得到的时钟数据量化序列与源端发出的长周期内的数字量化平均值之间存在协方差，因此，根据恢复得到的时钟对数据流进行采样会导致采样不准确。
[0004]在对数据流进行采样的传统方法中，低速数据流时钟和高速业务数据流在同一个的高速传输信道中进行传输，如图1所示，由于在高速传输信道内会产生噪声，导致无法测量数据流时钟频率差，导致对数据流采样不准确。
[0005]针对现有技术中对数据流采样不准确的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0006]本发明的主要目的在于提供一种数据流采样频率调节方法和采样装置，以解决对数据流采样不准确的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种数据流采样频率调节方法。该数据流采样频率调节方法包括:获取通过信道传输的第一时序标签；获取链接时钟；根据第一时序标签得到第二时序标签，其中，将第一时序标签恢复成数据流时钟，根据数据流时钟和链接时钟得到第二时序标签；比较第一时序标签和第二时序标签，得到时序标签差值；根据时序标签差值调节采样频率；根据调节后的采样频率对数据流进行采样。
[0008]进一步地，获取通过信道传输的第一时序标签:获取通过旁路信道传输的第一时序标签。
[0009]进一步地，根据数据流时钟和链接时钟得到第二时序标签包括:获取数据流时钟的频率；获取链接时钟的频率；将数据流时钟的频率与链接时钟的频率的比值作为第二时序标签。
[0010]进一步地，根据时序标签差值调节采样频率包括:获取时序标签差值信号；获取输出采样频率信号；比较时序标签差值信号与输出采样频率信号的相位，得到相位误差；根据相位误差调整采样频率。
[0011]进一步地，在获取时序标签差值信号之后，数据流采样频率调节方法还包括:对时序标签差值信号进行滤波，滤除时序标签差值信号的频率噪声。
[0012]为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了 一种数据流采样装置。该数据流采样装置包括:时序标签获取器，用于获取传输信道传输的第一时序标签，并根据第一时序标签得到第二时序标签,其中,将第一时序标签恢复成数据流时钟,根据数据流时钟和链接时钟得到第二时序标签；时序标签比较器，用于比较第一时序标签和第二时序标签，得到时序标签差值；锁相环，与时序标签获取器相连接，用于根据时序标签差值调节采样频率；采样器，用于根据调节后的采样频率对数据流进行采样。
[0013]进一步地，数据流采样装置还包括:旁路信道，用于传输第一时序标签。
[0014]进一步地，时序标签获取器根据数据流时钟和链接时钟得到第二时序标签包括:获取数据流时钟的频率；获取链接时钟的频率；将数据流时钟的频率与链接时钟的频率的比值作为第二时序标签。
[0015]进一步地，锁相环通过以下方式根据时序标签差值调节采样频率:获取时序标签差值信号；获取输出采样频率信号；比较时序标签差值信号与输出采样频率信号的相位，得到相位误差；根据相位误差调整采样频率。
[0016]进一步地，数据流采样装置还包括数字滤波器，在获取时序标签差值信号之后，
[0017]进一步地，数字滤波器对时序标签差值信号进行滤波，滤除时序标签差值信号的频率噪声。
[0018]通过本发明，采用对数据流采样频率进行调节的方法，解决了对数据流采样不准确的问题，进而达到了准确对数据流采样的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0020]图1是根据现有技术的数据流传输及采样装置的示意图；
[0021]图2是根据本发明实施例的数据流采样装置的示意图；
[0022]图3是根据本发明优选实施例的数据流采样装置的示意图；
[0023]图4是根据本发明实施例的数据流采样频率调节方法的流程图；
[0024]图5是根据本发明实施例的根据数据流时钟和链接时钟得到第二时序标签的流程图；以及
[0025]图6是根据本发明实施例的根据时序标签差值调节采样频率的流程图。
【具体实施方式】
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0027]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。[0028]需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0029]图2是根据本发明实施例的数据流采样装置的示意图。如图2所示，本发明实施例的数据流采样装置包括:时序标签获取器、时序标签比较器、锁相环和采样器。
[0030]时序标签获取器用于获取传输信道传输的第一时序标签，并根据第一时序标签得到第二时序标签，其中，将第一时序标签恢复成数据流时钟，根据数据流时钟和链接时钟得到第二时序标签。根据数据流时钟和链接时钟得到第二时序标签包括:获取数据流时钟的频率；获取链接时钟的频率；以及将数据流时钟的频率与链接时钟的频率的比值作为第二时序标签。
[0031]由于时钟不能直接在信道中传输，源端可以对时钟进行数字量化，通过数据流时钟和链接时钟生成第一时序标签，可以将第一时序标签以数据包的形式在信道中传输。在接收端,通过将第一时序标签恢复成数据流时钟,再将恢复得到的数据流时钟和链接时钟生成第二时序标签。将恢复得到数据流时钟的频率与链接时钟的频率的比值作为第二时序标签。
[0032]时序标签比较器，用于比较第一时序标签和第二时序标签，得到时序标签差值。例如,源端根据链接时钟和数据流时钟得到的第一时序标签为2.5，接收端通过从第一时序标签恢复出来的数据流时钟和获取的链接时钟得到第二时序标签为2，则时序标签的差值为
0.5。因为时序标签存在差值，那么恢复得到的数据流时钟与源端发送的数据流时钟是不同步的，那么根据恢复得到的数据流时钟对数据流进行采样可能会产生漏采或者数据的堆积。因此，在得到时序标签的差值0.5之后，根据这个时序标签差值对数据流的采样频率进行调整。
[0033]锁相环与时序标签获取器相连接，用于根据时序标签差值调节采样频率。锁相环是一个相位误差控制系统，它将参考信号与输出信号之间的相位进行比较，产生相位误差电压来调整输出信号的相位，以达到与参考信号同频的目的。
[0034]采样器用于根据调节后的采样频率对数据流进行采样，其中，采样器可以为接收端的先入先出器，通过采样器得到数据流。调节后的采样频率与源端数据流时钟的频率相同，因此，根据调节后的采用频率对数据流进行采样不会产生数据的漏采或者堆积，提高了对数据流采样的准确性。
[0035]图3是根据本发明优选实施例的数据流采样装置的示意图，如图3所示，锁相环由鉴相器、环路滤波器、电压控制振荡器以及除法器组成。
[0036]除法器与鉴相器相连接，获取时序标签差值信号，将时序标签差值信号发送给鉴相器。
[0037]鉴相器是相位比较器，接收除法器传输来的时序标签差值信号，将接收到的信号与压控振荡器输出信号的相位进行比较，并输出电压。输出的电压对应于这两个信号相位差的函数。鉴相器输出包括与环路瞬时相差成近似比例关系低频分量以及与信号频率相关的较高频率成分的分量。
[0038]环路滤波器可以滤除鉴相器输出的高频分量及噪声，剩下信号为瞬时相差成近似比例关系的分量，可以保证环路所要求的稳定性。
[0039]压控振荡器受环路滤波器输出电压的控制，使振荡频率向接收到信号的频率靠拢，直至两者的频率相同，使得压控振荡器输出信号的相位和接收信号的相位保持某种特定的关系，达到相位锁定的目的。压控振荡器的输出频率与接收电压成线性关系。由于接收信号是相位差信号，若将输出看作接收的函数，由于频率是相位的微分，或者说，相位是频率的积分，因此，输出信号与相位与接收电压成积分关系。若相位差小于零，经过一段时间的积分后，其输出信号必然减小，使相差变大，若相位差大于零，经过一段时间的积分后，其输出信号必然大于零，使相差变小。因此，经过一定的动态调节过程后，其输出瞬时相位与接收瞬时相位将保持很小的差值。该差值称为锁相环的稳态相差，必然存在，但数值很小。而输出频率将等于接收频率，这是因为，若两者频率不相等，相当于两个向量的旋转速度不等，其相位差必然会不断增大(或减小后再增大)。
[0040]因此，通过锁相环能够根据时序标签差值信号调整输出频率，使得经过锁相环输出的频率与源端发送的数据流时钟频率相同，根据输出的频率能够对数据流进行准确采样。
[0041 ] 根据本发明实施例，该数据流采样装置还包括时序标签生成器。时序标签生成器用于生成第一时序标签。时序标签生成器可以是数字计数器，根据数据流时钟和链接时钟生成第一时序标签。第一时序标签是低速数据流时钟频率与高速链接时钟频率的比值，其中，低速数据流频率是数据流时钟周期的倒数，高速链接时钟频率是链接时钟周期的倒数。
[0042]时序标签获取器能够根据恢复得到的数据流时钟和链接时钟得到第二时序标签，时序标签生成器根据数据流时钟和链接时钟生成第一时序标签，因此时序标签生成器的结构可以与时序标签获取器的结构相同。
[0043]根据本发明实施例的数据流采样装置，为了避免传输通道存在自由噪声而导致无法测量恢复时钟与源端时钟的频率差，利用旁路传输信道传输第一时序标签，其中，旁路传输信道与时序标签生成器相连接。旁路传输信道可以是传输低速数据的信道，在源端，旁路传输信道包括旁路链接通道和旁路物理层，旁路链接通道连接在时序标签生成器与旁路物理层之间。在接收端，旁路传输信道包括旁路链接通道和旁路物理层，接收端的旁路物理层连接于源端的旁路物理层与接收端旁路链接通道之间。
[0044]利用旁路传输信道传输时序标签，可以与主路传输通道传输的高速数据流分离，避免了时序标签与高速数据流共同传输时，由于传输通道中存在的自由噪声而导致无法测量恢复时钟与源端时钟的频率差，同时，也避免了在接收端探测通量信息来调整采样频率不准确的问题。
[0045]主路传输信道包括源端先入先出器，能够接收数据流，与源端主路链接通道相连接。在源端，主路传输通道还包括主路链接物理层，与主路链接通道相连接，并连接于接收端的主路链接物理层。在接收端，主路链接物理层与主路链接通道相连接，主路链接通道又链接与接收端先进先出器，其中，接收端先进先出器可以接收锁相环传送的采样频率并且对数据流进行采样，输出数据流。[0046]数据流采样装置还包括数字滤波器，数字滤波器与时序标签获取器相连接，在获取时序标签差值信号之后，数字滤波器对时序标签差值信号进行滤波，滤除频率噪声。
[0047]图4是根据本发明实施例的数据流采样频率调节方法的流程图。如图4所示，该方法包括如下的步骤S401至步骤S406:
[0048]步骤S401，获取通过信道传输的第一时序标签。第一时序标签可以是低速数据流时钟频率与高速链接时钟频率的比值。其中，低速数据流频率是数据流时钟周期的倒数，高速链接时钟频率是链接时钟周期的倒数。
[0049]优选地，获取通过信道传输的第一时序标签可以获取通过旁路信道传输的第一时序标签。旁路传输信道可以是传输低速数据的信道，利用旁路传输信道传输时序标签，可以与主路传输通道传输的高速数据流分离，避免了时序标签与高速数据流共同传输时，由于传输通道中存在的自由噪声而导致无法测量恢复时钟与源端时钟的频率差，同时，也避免了在接收端探测通量信息来调整采样频率不准确的问题。
[0050]步骤S402，获取链接时钟。链接时钟是高速数据，可以在高速传输信道中传输。[0051 ] 步骤S403，根据第一时序标签得到第二时序标签，其中，将第一时序标签恢复成数据流时钟,根据数据流时钟和链接时钟得到第二时序标签。
[0052]由于时钟不能直接在信道中传输，源端可以对时钟进行数字量化，通过数据流时钟和链接时钟生成第一时序标签，可以将第一时序标签以数据包的形式在信道中传输。在接收端,通过将第一时序标签恢复成数据流时钟,再将恢复得到的数据流时钟和链接时钟生成第二时序标签。因为在恢复得到数据流时钟的过程中会产生误差，导致在接收端得到的数据流时钟和源端发送的数据流时钟不相同。根据恢复的数据流时钟与链接时钟得到第二时序标签，其中，第二时序标签是数据流时钟的频率与链接时钟的频率的比值，因此得到的第二时序标签也可能与第一时序标签不同。
[0053]步骤S404，比较第一时序标签和第二时序标签，得到时序标签差值。例如，源端根据链接时钟和数据流时钟得到的第一时序标签为2.5，接收端通过从第一时序标签恢复出来的数据流时钟和获取的链接时钟得到第二时序标签为2,则时序标签的差值为0.5。因为时序标签存在差值，那么恢复得到的数据流时钟与源端发送的数据流时钟是不同步的，那么根据恢复得到的数据流时钟对数据流进行采样可能会产生漏采或者数据的堆积。因此，在得到时序标签的差值0.5之后，根据这个时序标签差值对数据流的采样频率进行调整。
[0054]步骤S405，根据时序标签差值调节采样频率。
[0055]根据时序标签差值调节采样频率包括:首先，锁相环中的除法器获取时序标签差值信号，并将获取的时序标签差值信号发送给鉴相器。然后，鉴相器获取输出采样频率信号，并且比较鉴相器接收的时序标签差值信号与输出采样频率信号的相位，得到相位误差，最终，锁相环中的压控振荡器根据相位误差调整采样频率。
[0056]步骤S406，根据调节后的采样频率对数据流进行采样。调节后的采样频率与源端数据流时钟的频率相同，因此，根据调节后的采用频率对数据流进行采样不会产生数据的漏采或者堆积，提高了对数据流采样的准确性。
[0057]图5是根据本发明实施例的根据数据流时钟和链接时钟得到第二时序标签的流程图。如图5所示，根据数据流时钟和链接时钟得到第二时序标签包括如下步骤:
[0058]步骤S501，获取数据流时钟的频率。数据流时钟的频率与数据流时钟的周期互为倒数，获取数据流时钟的频率即获取数据流时钟的频率是数据流时钟周期的倒数，可以通过计数器来获取时钟周期。
[0059]步骤S502，获取链接时钟的频率。链接时钟的频率与链接时钟的周期互为倒数，获取链接时钟的频率即获取链接时钟的频率是链接时钟周期的倒数。
[0060]步骤S503，将数据流时钟的频率与链接时钟的频率的比值作为第二时序标签。
[0061]通过上述步骤S501至步骤S503可以得到第二时序标签。
[0062]图6是根据本发明实施例的根据时序标签差值调节采样频率的流程图。如图6所示，根据时序标签差值调节采样频率包括如下步骤:
[0063]步骤S601，获取时序标签差值信号。
[0064]步骤S602，获取输出采样频率信号。
[0065]步骤S603，比较时序标签差值信号与输出采样频率信号的相位，得到相位误差。
[0066]步骤S604，根据相位误差调整采样频率。相位能够通过频率的三角函数计算得到，因此，由相位能够得到频率，从相位误差也能够调整采样频率。
[0067]通过上述方法，将恢复的数据流时钟转换成时序标签，并且与源端发送的时序标签进行比较得到时序标签差值，根据差值调节接收端对数据流的采样频率，使得接收端的采样频率与源端发送的采用频率相同，从而保证了对数据流采样的准确性。
[0068]另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0069]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】
1.一种数据流采样频率调节方法，其特征在于，包括: 获取通过信道传输的第一时序标签； 获取链接时钟； 根据所述第一时序标签得到第二时序标签，其中，将所述第一时序标签恢复成数据流时钟，根据所述数据流时钟和所述链接时钟得到所述第二时序标签； 比较所述第一时序标签和所述第二时序标签，得到时序标签差值； 根据所述时序标签差值调节采样频率；以及 根据调节后的采样频率对数据流进行采样。
2.根据权利要求1所述的数据流采样频率调节方法，其特征在于， 获取通过信道传输的第一时序标签:获取通过旁路信道传输的所述第一时序标签。
3.根据权利要求1所述的数据流采样频率调节方法，其特征在于，根据所述数据流时钟和所述链接时钟得到所述第二时序标签包括: 获取所述数据流时钟的频率； 获取所述链接时钟的频率；以及 将所述数据流时钟的频率与所述链接时钟的频率的比值作为所述第二时序标签。
4.根据权利要求1所述 的数据流采样频率调节方法，其特征在于，根据所述时序标签差值调节采样频率包括: 获取时序标签差值信号； 获取输出采样频率信号； 比较所述时序标签差值信号与所述输出采样频率信号的相位，得到相位误差；以及 根据所述相位误差调整所述采样频率。
5.根据权利要求4所述的数据流采样频率调节方法，其特征在于，在获取时序标签差值信号之后，所述数据流采样频率调节方法还包括: 对所述时序标签差值信号进行滤波，滤除所述时序标签差值信号的频率噪声。
6.一种数据流采样装置，其特征在于，包括: 时序标签获取器，用于获取传输信道传输的第一时序标签，并根据所述第一时序标签得到第二时序标签，其中，将所述第一时序标签恢复成数据流时钟，根据所述数据流时钟和链接时钟得到所述第二时序标签； 时序标签比较器，用于比较所述第一时序标签和所述第二时序标签，得到时序标签差值； 锁相环，与所述时序标签获取器相连接，用于根据所述时序标签差值调节采样频率；以及 采样器，用于根据调节后的采样频率对数据流进行采样。
7.根据权利要6所述的数据流采样装置，其特征在于，所述数据流采样装置还包括: 旁路信道，用于传输所述第一时序标签。
8.根据权利要6所述的数据流采样装置，其特征在于，所述时序标签获取器根据所述数据流时钟和所述链接时钟得到所述第二时序标签包括: 获取所述数据流时钟的频率； 获取所述链接时钟的频率；以及将所述数据流时钟的频率与所述链接时钟的频率的比值作为所述第二时序标签。
9.根据权利要6所述的数据流采样装置，其特征在于，所述锁相环通过以下方式根据所述时序标签差值调节采样频率: 获取时序标签差值信号； 获取输出采样频率信号； 比较所述时序标签差值信号与所述输出采样频率信号的相位，得到相位误差；以及 根据所述相位误差调整所述采样频率。
10.根据权利要9所述的数据流采样装置，其特征在于，所述数据流采样装置还包括数字滤波器，在获取时序标签差值信号之后， 所述数字滤波器对所述时序标签差值信号进行滤波，滤除所述时序标签差值信号的频率噪声。`
【文档编号】H04L7/033GK103427975SQ201310320344
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2013年7月26日 优先权日:2013年7月26日
【发明者】宋红东, 陈鹏, 赵宁 申请人:硅谷数模半导体（北京）有限公司, 硅谷数模国际有限公司