汇点传送时钟产生装置和使用产生的传送时钟的传送方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体装置，尤其涉及在没有基准时钟的情况下在汇点(sink)中产生传送时钟的装置以及使用所产生的传送时钟将数据从汇点传送到源的方法。
【背景技术】
[0002]目前，源以增加的数据传送速度同时传送时钟和数据，并且汇点恢复并使用该时钟。在这种高速通信方法中，汇点的时钟数据恢复(clock data recovery，⑶R)负责恢复时钟和对准恢复后时钟的相位。尽管从源到汇点的高速数据传送是可以的，但是源和汇点通过一个或多个单向信道通信。一些通信方法包括从汇点向源传送数据的单向信道或者在源和汇点之间的双向信道。然而，双向信道的数据传送速度与单向信道的数据传送速度相比相对较低。此外，源和汇点二者必须都包括产生用于双向数据传送的附加传送时钟的配置。尽管通常向源提供基准时钟，但是经常不确定基准时钟是否被提供给汇点。因此，在产生汇点时，汇点设计必须为缺失基准时钟做准备。此外，如果信道数量增加，则有效地安排大量的信道变得困难。
[0003]美国专利7，263，153号和美国专利7，839，965号公开了相关技术。
【发明内容】
[0004]可以将单向信道用作双向信道。当需要从汇点向源传送数据时，可以将单向信道用作双向信道来传送数据。这样，可以在汇点中不引入复杂配置的情况下提供传送时钟。
[0005]当单向信道被用作双向信道时，可简化汇点和源之间的传送方法。当从汇点向源传送数据时，只通过相位匹配而不需要时钟恢复处理就可以传输数据。
[0006]根据本发明一方面的汇点通过在没有基准时钟的情况下产生传送时钟来传送返回数据。该汇点可以包括:接收器，其用于通过使用从源接收到的数据信号的接收时钟和恢复后时钟之间的相位差产生数字控制振荡器码，并且使用由所产生的数字控制振荡器码恢复的恢复后时钟从数据信号恢复数据；以及传送器，其用于利用具有锁定到接收时钟的恢复后时钟的数字控制振荡器码，产生传送时钟，并且当从所述源接收到返回数据请求标识符时使用所述传送时钟将返回数据传送到所述源。
[0007]所述接收器可以包括:数字相位检测器，其用于检测从所述源接收到的所述数据信号的所述接收时钟和所述恢复后时钟之间的相位差;时间-数字转换器，其用于使用由所述数字相位检测器检测到的相位差产生所述数字控制振荡器码；以及第一数字控制振荡器，其用于使用所述数字控制振荡器码输出所述恢复后时钟。
[0008]所述接收器可以包括:线性相位检测器，其用于检测从所述源接收到的所述数据信号的所述接收时钟和所述恢复后时钟之间的相位差;充电栗，其用于将所述线性相位检测器检测到的相位差转换为控制电压;模拟-数字转换器，其用于将所述控制电压转换为所述数字控制振荡器码；以及第一数字控制振荡器，其用于使用所述数字控制振荡器码输出所述恢复后时钟。
[0009]所述传送器可以包括:第二数字控制振荡器，其用于使用所述数字控制振荡器码输出所述传送时钟；以及串行器，其用于使用所述传送时钟将所述返回数据串行化。
[0010]所述汇点可以进一步包括锁定检测器，所述锁定检测器用于比较所述接收时钟与所述恢复后时钟，并且输出指示所述第一数字控制振荡器是否被锁定的锁定检测信号。
[0011]所述返回数据可以包括报头(header)和选项数据，并且可以进一步包括迷你训练模式。所述返回数据可以是无返回数据标识符。
[0012]从所述源接收到的所述数据信号和所述返回数据可以通过同一信道来传送。
[0013]根据本发明的另一方面，一种在使用基准时钟传送数据的源和在没有基准时钟的情况下通过产生传送时钟来传送数据的汇点之间传送数据的方法，包括:使用从所述源接收到的数据信号的接收时钟输出所述传送时钟，所述传送时钟由包括在所述汇点的传送器中的数字控制振荡器输出；以及当从所述源接收到返回数据请求标识符时，改变所述源和所述汇点之间数据传送的方向并且使用所述传送时钟将返回数据传送到所述源。
[0014]通过使用从所述源接收到的数据信号的接收时钟来输出所述传送时钟可以包括:使用从所述源接收到的所述数据信号的接收时钟和恢复后时钟之间的相位差产生数字控制振荡器码;使用所述数字控制振荡器码输出所述恢复后时钟，所述恢复后时钟由包括在所述汇点的接收器中的数字控制振荡器输出；比较所述接收时钟与所述恢复后时钟，并且判断包括在所述汇点的接收器中的所述数字控制振荡器是否被锁定；以及当包括在所述汇点的接收器中的所述数字控制振荡器被锁定时，将所述数字控制振荡器码提供给包括在所述汇点的传送器中的所述数字控制振荡器。
[0015]所述返回数据可以在返回数据传送区间传送，并且可以包括迷你训练模式。所述返回数据可以包括报头和选项数据。此外，所述返回数据可以包括无返回数据标识符。
[0016]所述返回数据请求标识符可以包括传送完成标识符。
[0017]所述返回数据可以具有可变大小。
[0018]所述方法可以进一步包括:在当从所述源接收到返回数据请求标识符时改变所述源和所述汇点之间数据传送的方向并使用所述传送时钟将所述返回数据传送到所述源之后，当所述返回数据的传送完成时，将传送完成标识符传送到所述源。
[0019]根据以上概括的本发明，可以将单向信道用作双向信道。当需要从汇点向源传送数据时，可以通过将单向信道用作双向信道来传送数据。这样，可以在汇点中不引入复杂配置的情况下提供传送时钟。
[0020]当单向信道被用作双向信道时，可以简化汇点和源之间的传送方法。尽管汇点不传送传送时钟，当从汇点向源传送数据时也可以省略恢复时钟的步骤，并且可以只通过相位匹配来传输数据。
【附图说明】
[0021]下面参考附图中示出的特定实施例描述本发明。为了帮助理解本发明，在所有附图中用相同的附图标记标注相同的元件。附图中示出的配置仅是用于示出和描述本发明的实施例，并且决不限制本发明的范围。
[0022]图1示出源和汇点配置的实施例。
[0023]图2示出用于产生汇点时钟的装置的实施例。
[0024]图3示出用于产生汇点时钟的装置的另一个实施例。
[0025]图4示出用于产生汇点时钟的装置的又一个实施例。
[0026]图5示出图2至图4中所示的用于产生时钟的装置的操作实施例。
[0027]图6示出用于产生汇点时钟的装置的另一个实施例。
[0028]图7示出图6中所示的用于产生时钟的装置的操作实施例。
[0029]图8和图9示出图2至图4和图6中所示的传送时钟配置器的实施例。
[0030 ]图1O示出用于产生汇点时钟的装置的另一个实施例。
[0031]图11示出用于产生汇点时钟的装置的另一个实施例。
[0032]图12示出图10和图11中所示的模拟-数字转换器的实施例。
[0033]图13是示出源和汇点之间数据传送的实施例的流程图。
[0034]图14、图15、图16和图17示出在源和汇点之间传送的数据信号的结构。
[0035]图18示出迷你训练模式。
【具体实施方式】
[0036]由于本发明可以存在各种变换和实施例，所以将参照附图详细示出并描述特定实施例。然而，这决不是将本发明局限于特定实施例，并且应当理解为本发明的技术思想和范围覆盖所有变换、等同物和替换。
[0037]图1示出源和汇点配置的实施例。
[0038]源和汇点通过信道相互电连接，并且源向汇点传送数据信号。源通过单信道以高速度传送数据信号，并且汇点使用从数据信号恢复的时钟产生传送时钟并且使用所产生的传送时钟向源传送返回数据。
[0039]源和汇点每个都包括传送器和接收器。源的接收器和汇点的接收器每个都是用于从数据信号恢复时钟和数据的时钟和数据恢复(⑶R)，并且汇点的传送器产生与CDR恢复的时钟的频率基本相同频率的传送时钟。源的接收器能够从返回数据恢复数据和/或时钟。由于用于传送数据信号的时钟和传送时钟基本相同，所以源可以具有省略或简化的时钟恢复处理。
[0040]返回数据在没有数据从源传送的时间窗(因此，以下称为“返回数据传送区间”)中从汇点传送到源。当源通知汇点数据信号传送完成时或者在源请求汇点传送返回数据时，返回数据传送区间开始。当汇点通知源返回数据传送完成时或者当汇点通知源没有返回数据要传送时，返回数据传送区间结束。在返回数据传送区间期间，信道中数据传送的方向被改变，使得只有汇点可以传送数据。尽管取决于应用，但是在源和汇点之间传输数据信号时，返回数据传送区间可以至少出现一次。返回数据传送区间的长度根据返回数据的大小而不同。
[0041]返回数据传送区间与传送数据信号的区间相比相对较短。然而，通过将返回数据的大小配置为小于返回数据传送区间，可以同时双向通信而不影响源和汇点之间的数据传输效率。即使返回数据大于返回数据传送区间，也可以使用接下来的返回数据传送区间分开传送返回数据，从而几乎不影响源和汇点之间的数据传送效率。此外，如果返回数据大于返回数据传送区间，则可以提高数据传送速度。
[0042]图2示出用于产生汇点时钟的装置的实施例。
[0043]参考图2，汇点主要由接收器100和传送器300构成，并且通过双向接口可通信地与源电连接。接收器100使用接收时钟和从源接收到的数据信号的恢复后时钟之间的相位差产生数字控制振荡器码，并且使用由所产生的数字控制振荡器码恢复的恢复后时钟，从数据信号恢复数据。传送器300使用该数字控制振荡器码产生传送时钟，其中恢复后时钟锁定到接收时钟，并且使用传送时钟将返回数据传送到源。
[0044]用于产生汇点时钟的装置包括数字相位检测器110、时间-数字转换器120、第一数字控制振荡器130、锁定检测器140、传送时钟配置器200和第二数字控制振荡器310。
[0045]数字相位检测器110检测接收时钟和恢复后时钟之间的相位差。通过比较经由双向接口输入的数据信号的接收时钟的相位与使用接收时钟恢复的时钟的相位，输出检测到的相位差以指示恢复后时钟的相位落后于接收时钟还是领先于接收时钟。在此，数据信号可以包括主训练模式和迷你训练模式中的至少一个。数字信号检测器110可以是非线性检测器，例如，亚历山大相位检测器、过采样相位检测器或者开关式(Bang-Bang)相位检测器。与比较恢复后时钟的相位差与输入数据信号并产生宽度与相位差成比例的上信号脉冲(UP)和下信号脉冲(DN)的线性相位检测器相比，非线性相位检测器可以忽略与相位误差的大小有关的信息，并且输出相位误差