一种时钟数据恢复方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及通信领域，特别是一种时钟数据恢复方法及装置。
【背景技术】
[0002]随着信息技术的不断发展，大容量数据传输越来越多，通过高速接口可以有效的提高单通道的信息量，实现大流量数据的传输，在高速接口电路中，系统把多路低速数据编码组成单路的高速数据，然后通过光纤传输媒质发送出去，这样在接收端系统必须把高速数据恢复出来，时钟数据恢复技术，就是在接收端将数据通过本地时钟信号进行恢复的技术。
[0003]串行数据是由一连串的O和I组成的比特流，常用办法是从接收数据中恢复数据同步时钟，然后用恢复的时钟读取数据。在低速率的处理中，通常使用一个速率为数据速率4到16倍的高频取样时钟，用来提取数据的同步时钟，该方式在数据速率只有几兆或几十兆速率时得到广泛的应用。但数据速率越来越高，N倍高频取样时钟的实现越来越难，对器件的性能要求和其成本越来越高。
[0004]恢复时钟数据的另一种方法为锁相环法，锁相环法是闭环反馈结构，其工作原理是利用反馈环路将从输入数据比特流中检测到的时钟边沿与接收端的时钟沿对齐，提取出同步时钟，并通过D触发器用提取的时钟采样数据比特流来恢复数据，:但是基于锁相环的时钟数据恢复电路存在锁定时间长、有限的相位捕获范围等缺点。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供一种时钟数据恢复方法及装置，以避免采用N倍高频时钟带来的成本高问题，以及锁相环电路带来的锁定时间长、有限的相位捕获范围等缺点。
[0006]第一方面，本发明实施例提供一种时钟数据恢复方法，包括:
[0007]比较输入的数据信号与本地时钟信号的位置关系；
[0008]根据比较结果产生指示信号；
[0009]对指示信号出现次数进行统计处理，产生调整信号；
[0010]根据调整信号调整输入的参考时钟信号，产生恢复时钟信号；以及[0011 ]利用恢复时钟信号对输入的数据信号进行采样，以恢复出数据。
[0012]在第一方面的第一种可能实现的方式中，所述方法还包括:
[0013]反馈产生的恢复时钟信号，作为新的本地时钟信号。
[0014]在第一方面的第二种可能实现的方式中，所述方法还包括:
[0015]对输入的参考时钟信号进行移相处理，生成多个相位不同的参考时钟信号。
[0016]结合第一方面的第二种可能实现的方式，在第三种可能实现的方式中，所述多个相位不同的参考时钟信号为:四个具有相等相位差的参考时钟信号。
[0017]在第一方面的第四种可能实现的方式中，所述比较输入的数据信号与本地时钟信号的位置关系包括:
[0018]判断数据信号的下降沿位于本地时钟信号的上升沿前或上升沿后；
[0019]所述根据比较结果产生指示信号包括:
[0020]当数据信号的下降沿位于本地时钟信号的上升沿前时，产生第一指示信号，当数据信号的下降沿位于本地时钟信号的上升沿后时，产生第二指示信号。
[0021]结合第一方面的第四种可能实现的方式，在第五种可能实现的方式中，所述对指示信号出现次数进行统计处理，产生调整信号包括:
[0022]统计第一指示信号和第二指示信号在N个时钟周期内出现的次数，计算平均值，得到信号的位置偏差信息，并根据位置偏差信息产生调整信号；其中每次计算平均值完成后刷新前一次的计算结果。
[0023]结合第一方面的第五种可能实现的方式，在第六种可能实现的方式中，所述N个时钟周期为16个时钟周期。
[0024]第二方面，本发明实施例提供一种时钟数据恢复装置，包括:
[0025]比较模块，用于比较输入的数据信号与本地时钟信号的位置关系；
[0026]指示信号生成模块，用于根据比较结果产生指示信号；
[0027]运算模块，用于对指示信号出现次数进行统计处理，产生调整信号；
[0028]时钟合成模块，用于根据调整信号调整输入的参考时钟信号，产生恢复时钟信号；以及
[0029]数据恢复模块，用于利用恢复时钟信号对输入的数据信号进行采样，以恢复出数据。
[0030]在第二方面的第一种可能实现的方式中，所述装置还包括:
[0031]移相模块，用于对输入的参考时钟信号进行移相处理，生成多个相位不同的参考时钟信号。
[0032]结合第二方面的第一种可能实现的方式，在第二种可能实现的方式中，所述多个相位不同的参考时钟信号为:四个具有相等相位差的参考时钟信号。
[0033]在第二方面的第三种可能实现的方式中，所述时钟合成模块还用于:
[0034]反馈产生的恢复时钟信号，作为新的本地时钟信号。
[0035]在第二方面的第四种可能实现的方式中，所述比较模块具体用于:
[0036]判断数据信号的下降沿位于本地时钟信号的上升沿前或上升沿后；
[0037]所述指示信号生成模块具体用于:
[0038]当数据信号的下降沿位于本地时钟信号的上升沿前时，产生第一指示信号，当数据信号的下降沿位于本地时钟信号的上升沿后时，产生第二指示信号。
[0039]结合第二方面的第四种可能实现的方式，在第五种可能实现的方式中，所述运算模块具体用于:
[0040]统计第一指示信号和第二指示信号在N个时钟周期内出现的次数，计算平均值，得到信号的位置偏差信息，并根据位置偏差信息产生调整信号；其中每次计算平均值完成后刷新前一次的计算结果。
[0041]结合第二方面的第五种可能实现的方式，在第六种可能实现的方式中，所述N个时钟周期为16个时钟周期。
[0042]本发明提供的时钟数据恢复方法及装置，通过比较输入的数据信号与本地时钟信号的位置关系来产生指示信号，并对指示信号出现次数进行统计处理，产生调整信号;恢复时钟信号是基于统计计算周期性调整得到的，且这一过程无需使用锁相环电路和高频取样时钟，节约了采用高性能器件带来的成本。
【附图说明】
[0043]图1为本发明第一个实施例所提供的时钟数据恢复方法的流程图；
[0044]图2为本发明第二个实施例所提供的时钟数据恢复装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0045]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。
[0046]应理解，尽管本发明使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述多种元件、组件、区域、层和/或部分，然而这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受限于这些术语。这些术语仅用于区分一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分。因此，在脱离本发明构思的教义的前提下，以下讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以是第二元件、组件、区域、层或部分。类似地，在一个权利要求中标记为“第一”的项目可以在不同权利要求中标记为“第二”。
[0047]实施例一
[0048]如图1所示，本发明提供的一种时钟数据恢复方法，包括:
[0049]101，比较输入的数据信号与本地时钟信号的位置关系；
[0050]步骤101具体可以是:判断数据信号的下降沿位于本地时钟信号的上升沿前或上升沿后。
[0051]102，根据比较结果产生指示信号；
[0052]步骤102具体可以是:当数据信号的下降沿位于本地时钟信号的上升沿前时，产生第一指示信号，当数据信号的下降沿位于本地时钟信号的上升沿后时，产生第二指示信号。
[0053]103，对指示信号出现次数进行统计处理，产生调整信号；
[0054]步骤103具体可以是:统计第一指示信号和第二指示信号在N个时钟周期内出现的次数，计算平均值，得到信号的位置偏差信息，并根据位置偏差信息产生调整信号；其中每次计算平均值完成后刷新前一次的计算结果。
[0055]所述的N个时钟周期优选为16个时钟周期，如果时钟周期个数过小，如4个时钟周期，那么计算与刷新过于频繁，容易造成计算量过大，增大系统功耗，如果时钟周期个数过大，不能做到及时对位置偏差信息更新，发明人经试验发现，采用16个时钟周期作为统计间隔比较适中，完全可以保证调整信号的准确性。
[0056]104，根据调整信号调整输入的参考时钟信号，产生恢复时钟信号；
[0057]通过步骤103，使得信号的位置偏差信息能够呈周期性更新，根据位置偏差信息得到的调整信号能够周期性地对参考时钟信号进行调整，以使其接近数据信号内嵌的时钟信号，从而得到恢复时钟信号。
[0058]进一步地，在调整输入的参考时钟信号之前，先对输入的参考时钟信号进行移相处理，生成多个相位不同的参考时钟信号。该步骤具体可以是通过对参考时钟进行移相处理，生成O度、90度、180度和270度4个等相位差的参考时钟信号。本实施例中将上述4个参考时钟信号依次记为CLK0、CLK90、CLK180以及CLK270。此时步骤103相应的地产生4个调整信号与上述4个参考时钟信号——对应。本实施例中将4个调整信号依次记为CLKODO、CLKIND1、CLKIND2 以及 CLKIND3。
[0059]在步骤104中，通过使能逻辑运算选择其中任意一个参考时钟信号，依据与其对应的调整信号进行调整，使其与数据时钟信号相位同步，当一个时钟周期结束的时间点处，即在一个时钟周期的上升沿点切换所选时钟至与其邻近的另一个相位的时钟，并进过平滑逻辑使其产生的时钟占空比为4比6至5比5之间，产生恢复时钟信号OTR_CLK，接着依据下一个相位的参考时钟对应的调整信号继续调整，依次类推对4个相位的参考时钟信号进行循环往复的处理。在数据传输过程中，数据信号的位置偏差信息是不断变化的，所以需要对参考时钟信号进行不断调整才能得到精确的时钟恢复信