专利名称：校正移动产业处理器接口中信号偏移方法及相关传输系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种校正信号偏移方法及相关传输系统，特别是ー种校正移动产业处理器接ロ中信号偏移方法及相关传输系统。
背景技术：
随着科技的演进，电子信息产品需要使用高速串行传输技术来支持越来越大的数据传输量，例如使用移动产业处理器接ロ(Mobile Industry Processor Interface,MIPI)、移动显示屏数字接 ロ (Mobile Display Digital Interface, MDDI)及通用串行总线(Universal Serial Bus, USB)等传输技术。其中，MIPI规定了ー个差分频率通道(clock lane)和可扩展(数量从ー个到四个)的数据信道(data lane)，可根据处理器和周边需求来调节数据速率，并被广泛地应用在智能型手机或掌上电脑(Personal DigitalAssistant, PDA)等手持装置。 第I图为現有技术中ー传输系统10的示意图。传输系统10采用四数据信道的MIPI，其包括有一主控端(host side)电路HS、传输信道200 204，以及ー客户端(clientside)电路CS。主控端电路HS包括有传送电路110 114，分别用来传送ー频率信号CLK及数据信号DATAl DATA4。客户端电路CS包括有接收电路310 314，分别用来接收频率信号CLK及数据信号DATAl DATA4。传送电路110 114分别透过传输通道200 204来将频率信号CLK及数据信号DATAl DATA4传送至接收电路310 314。第2A 2D图为現有技术传输系统10运作时的信号图，显示了频率信号CLK和数据信号DATAl DATA4的波形。客户端电路CS会在频率信号CLK的上升边缘或下降边缘读取数据信号DATAl DATA4。建立时间(setup time) Ts为频率信号CLK的上升边缘和数据信号DATAl DATA4的上升边缘之间的最短时间，或是频率信号CLK的下降边缘和数据信号DATAl DATA4的下降边缘之间的最短时间。维持时间(hold time) Th为频率信号CLK的上升边缘和数据信号DATAl DATA4的下降边缘之间的最短时间，或是频率信号CLK的下降边缘和数据信号DATAl DATA4的上升边缘之间的最短时间。在理想情况下，频率信号CLK和数据信号DATAl的相位平衡，亦即Ts = Th,如第2A图所示。然而在实际应用上，可能因为传输通道200 204的长度或负载不对称、传送电路110 114的输出不对称、接收电路310 314的负载不对称，或是主控端电路HS及客户端电路CS之间存在的阻抗不连续等种种因素，MIDI中存在偏移(skew)，造成频率信号CLK及数据信号DATAl DATA4到达客户端电路CS的时间不相同。举例来说，频率信号CLK的相位可能会领先数据信号DATA2(TS < Th)，如第2B图所示；频率信号CLK的相位可能会落后数据信号DATA3 (Ts > Th)，如第2C图所示；频率信号CLK和数据信号DATA4的相位差可能会大于单位周期UI (Ts < 0)，如第2D图所示。在实际应用中，MIDI通常包括复数个数据传输信道，若频率信号与复数笔数据信号间存在不同程度的相位领先或落后，在频率信号频率逐渐提升的趋势下，信号偏移的容错空间(建立时间Ts和維持时间Th)越来越窄，因此容易导致数据撷取错误。为了维持数据传输的正确率，需要ー种校正MIPI中信号偏移的方法。
发明内容
本发明的一实施例提供ー种校正一移动产业处理器接口中信号偏移的方法。该方法包括在一校正模式下透过该移动产业处理器接ロ的一频率信道和一数据信道分别传送ー频率信号和一第一数据信号；调整该频率信号和该第一数据信号的相位以分别提供相对应的ー测试频率信号和一第一测试数据信号；依据该测试频率信号来撷取该第一测试数据信号以得到一第一撷取数据；依据该第一撷取资料求出对应于该频率信道和该数据信道的一最佳相位关系；以及在一正常模式下传送该频率信号和该数据信号吋，依据该最佳相位关系来调整该频率信道和该数据信道的信号延迟。本发明的另ー实施例提供ー种使用一移动产业处理器接ロ的传输系统，其包含有一主控端电路，用来透过该移动产业处理器接ロ的一第一信道和一第二信道分别传送ー频率信号和ー数据信号；ー客户端电路，用来依据ー最佳相位关系来调整该第一信道和该第ニ信道的信号延迟，其包含一接收电路，用来接收该频率信号和该数据信号；一校正电路， 用来调整该频率信号和该数据信号的相位以分别提供相对应的一测试频率信号和ー测试数据信号、依据该测试频率信号来撷取该测试数据信号以得到一撷取资料，并依据该撷取资料求出该最佳相位关系。
图I为現有技术中ー传输系统的不意图。图2A 2D为現有技术的传输系统运作时的信号图。图3A为本发明实施例中ー传输系统的不意图。图3B为本发明实施例的传输系统中一校正电路的功能方块图。图4为本发明实施例的校正电路运作时的流程图。图5为在不同信号延迟条件下频率信号和数据信号之间的相位关系。图6A 6D为在不同信号延迟条件下校正结果的信号图。图7为汇整第6A 6D图结果的图表。图8A 8B和图9A 9B为本发明实施例的校正电路运作时的示意图。其中，附图标记说明如下10、20传输系统300校正电路320储存单元330比较单元340计算单元350控制单元200 204 传输通道110 114 传送电路310 314 接收电路200 204 传输通道
CD除频器HS主控端电路CS客户端电路LP_TX低功率传送器HS_TX高速传送器LP_RX低功率接收器HS_RX高速接收器DLO DL4延迟单元
S2P1 S2P4并行转串行转换单元410 470步骤
具体实施例方式图3A为本发明实施例ー传输系统20的示意图。传输系统20采用四数据信道的MIPI，包含有ー主控端电路HS、传输信道200 204及ー客户端电路CS。主控端电路HS包含有传送电路110 114，分别用来传送ー频率信号CLK及数据信号DATAl DATA4。客户端电路CS包含有接收电路310 314和一校正电路300，接收电路310 314分别用来接收频率信号CLK及数据信号DATAl DATA4，而校正电路300用来校频率信号CLK及数据信号DATAl DATA4之间的信号偏移。传送电路110 114各包含两低功率传送器LP_TX和一高速传送器HS_TX，而接收电路310 314各包含两低功率接收器LP_RX和一高速接收器HS_RX。低功率传送器LP_TX和低功率接收器LP_RX可处理低功率状态的单端(singled-ended)信号，高速传送器HS_TX和高速接收器HS_RX则可处理高速的差动(differential)信号。因此，传送电路110 114可分别透过传输通道200 204将序列差动频率信号CLK及数据信号DATAl DATA4传送至接收电路310 314。图3B为本发明实施例的传输系统20中校正电路300的功能方块图。校正电路300包含延迟单元DLO DL4、并行转串行(serial-to-parallel)转换单元S2P1 S2P4、一除频器⑶、一储存单元320、一比较单元330、一计算单元340，以及ー控制单元350。校正电路300可对频率信号CLK或数据信号DATAl DATA4进行不同程度的信号延迟，再求出姆一信道的数据正确区域(pass zone),进而求出姆一通道的最佳延迟时间。图4为校正电路300运作时的流程图,其包含下列步骤步骤410 :进入校准模式，执行步骤420。步骤420 :求出一偏移校准表，执行步骤430。步骤430 :依据偏移校准表求出对应于每一信道的数据正确区域，执行步骤440。步骤440 :依据每ー数据正确区域判断相对应的信道是否校正成功；若是，执行步骤450 ;若否，执行步骤470。步骤450 :求出每ー数据正确区域的中心点，并依此求出每一通道的最佳相位关系，执行步骤460。步骤460 :进入正常模式，并依据每一通道的最佳相位关系来调整频率信号或相对应数据信号的相位。步骤470 :判定校正失败。
在步骤410进入校准模式后，延迟单元DLO DL4可分别提供频率信号CLK及数据信号DATAl DATA4不同程度的信号延迟。在不同信号延迟条件下，频率信号CLK和数据信号DATAl DATA4之间的相位关系如图5所示。在此实施例中，延迟单元DLO DL4可提供31组偏移调整阶段SO S30 :偏移调整阶段SO代表频率信号和数据信号皆延迟0个单位时间Td ;偏移调整阶段SI S15代表频率信号分别延迟I 15个单位时间Td，而数据信号DATAl DATA4皆延迟0个单位时间Td ;偏移调整阶段S16 S30代表频率信号延迟0个单位时间Td，而数据信号DATAl DATA4各分别延迟I 15个单位时间Td。每一偏移调整阶段皆对应至一特定频率延迟索引(-15 15之间的整数)。图6A 6D为在不同信号延迟条件下的信号图。为了说明方面，仅以频率信号CLK和数据信号DATAl为例。第6A和6B图显示了在偏移调整阶段SO S15内各信号的时序图，而第6C和6D图显示了在偏移调整阶段S0、S16 S30内各信号的时序图。在图6A所示的实施例中，主控端电路HS会透过传送电路110传送频率信号CLK至客户端电路CS的接收电路310，且透过传送电路111传送「01010101」的数据信号DATAl 至客户端电路CS的接收电路311。接着，延迟单元DLO会以0个单位时间Td来延迟频率信号CLK，延迟单元DLl会分别以0 15个单位时间Td来延迟数据信号DATAl，进而提供ー测试频率信号CLKOlP 16笔测试数据信号DT0’ DT15’。客户端电路CS可在测试频率信号CLK’的上升/下降边缘撷取测试数据信号DT0’ DT15’，从每ー测试数据信号可撷取到8个序列位BTl BT8，再透过并行转串行转换单元S2P1分别汇整为并列数据DPO DP15。在图6B所示的实施例中，主控端电路HS会透过传送电路110传送频率信号CLK至客户端电路CS的接收电路310，且透过传送电路111传送「00110011」的数据信号DATAl至客户端电路CS的接收电路311。接着，延迟单元DLO会以0个单位时间Td来延迟频率信号CLK，延迟单元DLl会分别以0 15个单位时间Td来延迟数据信号DATAl，进而提供ー测试频率信号CLKOlP 16笔测试数据信号DT0’ DT15’。客户端电路CS可在测试频率信号CLK’的上升/下降边缘撷取测试数据信号DT0’ DT15’，从每ー测试数据信号可撷取到8个序列位BTl BT8，再透过并行转串行转换单元S2P1分别汇整为并列数据DPO DP15。在图6C所示的实施例中，主控端电路HS会透过传送电路110传送频率信号CLK至客户端电路CS的接收电路310，且透过传送电路111传送「O 1010101」的数据信号DATAl至客户端电路CS的接收电路311。接着，延迟单元DLO会分别以0 15个单位时间Td来延迟频率信号CLK，延迟单元DLl会以0个单位时间Td来延迟数据信号DATAl，进而提供16笔测试频率信号CLKO’ CLK15’和ー测试数据信号DTO’。客户端电路CS可在测试频率信号CLK0’ CLK15’的上升/下降边缘撷取测试数据信号DT0’，依据每ー测试频率信号CLK0’ CLK15’可分别撷取到8个序列位BTl BT8，再透过并行转串行转换单元S2P1分别汇整为并列数据DPO DP15。在图6D所示的实施例中，主控端电路HS会透过传送电路110传送频率信号CLK至客户端电路CS的接收电路310，且透过传送电路111传送「00110011」的数据信号DATAl至客户端电路CS的接收电路311。接着，延迟单元DLO会依序以0 15个单位时间Td来延迟频率信号CLK，延迟单元DLl会以0个单位时间Td来延迟数据信号DATAl，进而提供16笔测试频率信号CLK0’ CLK15’和ー测试数据信号DT0’。客户端电路CS可在测试频率信号CLK0’ CLK15’的上升/下降边缘撷取测试数据信号DT0’，依据每ー测试频率信号CLKOJ CLK15’可分别撷取到8个序列位BTl BT8，再透过并行转串行转换单元S2P1分别汇整为并列数据DPO DP15。图7为汇整第6A 6D图结果的图表。比较单元330可比较每ー笔撷取数据和相对应期待数据的值，再依此产生对应于每ー偏移调整阶段和不同值数据信号的比较结果Rl和R2。如比较结果Rl显示，「01010101」数据信号DATAl在经过偏移调整阶段SO S30处理后，会包含两个数据正确区域，亦即频率延迟索引_6 3之间和14 15之间；如比较结果R2显示，「00110011」数据信号DATAl在经过偏移调整阶段SO S30处理后，会包含単一数据正确区域，亦即频率延迟索引_6 3之间。在决定最佳相位关系时，复数个数据正确区域会増加判断难度。因此，本发明的比较电路会对Rl和R2执行特定逻辑运算，例如执行AND运算(R1&R2)可确保每一期待数据只有単 一数据正确区域。针对每一偏移调整阶段，本发明可依据ー特定数据信号的结果(Rl或R2)来决定最佳相位关系；或者，本发明可同时依据不同特定数据信号的结果(Rl和R2)来决定最佳相位关系。图8A 8B和图9A 9B说明了本发明校正电路300执行步骤420 470时的运作。第6A 6D图和第7图所示前述实施例以数据信号DATAl来作说明，在以相同方式对数据信号DATA2 DATA4经过偏移调整阶段SO S30处理后，可在步骤420求出一偏移校准表，并将其存入储存单元320。图8A和9A显示了两种情况下得到的偏移校准表。REG I 4为储存单元310内的32位缓存器，分别用来储存传输通道201 204的校准结果，其中” I”代表数据正确区域，而” 0”代表数据错误区域。在图8B和9B中，步骤431 439为计算单元340执行步骤430的运作，其详细步骤说明如下步骤431 :将缓存器REGl REG4内存数据Dl (A) D4 (A)向右平移一位，以分别得到数据Dl (B) D4⑶。步骤432 :将资料Dl (A) D4 (A)分别和资料Dl⑶ D4⑶进行AND运算，以分别得到数据Dl (C) D4(C)。步骤433 :将数据Dl (C) D4(C)向右平移一位，以分别得到数据Dl (D) D4(D)。步骤434 :将资料Dl (C) D4 (C)分别和资料Dl⑶ D4⑶进行XOR运算，以分别得到数据Dl (E) D4(E)。步骤435 :将数据Dl (E) D4 (E)向左平移一位，以分别得到数据Dl (F) D4 (F)。在步骤440中，本发明会计算数据Dl (F) D4 (F)中所有位的总值SUM。若SUM为2则判定校正成功，接着执行步骤450以依据数据Dl (F) D4 (F)中位I的位置求出相对应中心点，并依此求出每一通道的最佳相位关系，如图8A SB所示；若SUM不为2则会执行步骤470以判定校正失败，如图9A和9B所示。在求出每一通道的最佳相位关系后，本发明在步骤460中可进入正常模式，并依据每一通道的最佳相位关系来调整频率信号或相对应数据信号的相位。针对MIDI中每ー传输通道，本发明可针对ー个或多个特定值的数据信号进行不同阶段的偏移调整，再求出每ー传输通道的最佳相位关系，因此能依据每一通道的最佳相位关系来调整频率信号或相对应数据信号的相位。综上所述，在非理想传输环境下，即使MIDI中每一通道存在不同程度的信号偏移，本发明能同步所有信号的时序，进而确保数据读取的正确性。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.ー种校正一移动产业处理器接口中信号偏移的方法,其特征在于,包括 在一校正模式下，通过该移动产业处理器接ロ的一频率信道和一数据信道分别传送一频率信号和一第一数据信号； 调整该频率信号和该第一数据信号的相位以分别提供相对应的一测试频率信号和一第一测试数据信号； 依据该测试频率信号来撷取该第一测试数据信号以得到一第一撷取数据； 依据该第一撷取资料求出对应于该频率信道和该数据信道的一最佳相位关系；以及在一正常模式下传送该频率信号和该数据信号时，依据该最佳相位关系来调整该频率信道和该数据信道的信号延迟。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，更包括 将该频率信号分别延迟O至(N-I)个单位时间以分别提供第I至N测试频率信号，其中N为大于I的整数； 将该第一数据信号分别延迟O至(N-I)个单位时间以分别提供第I至N笔第一测试数据信号； 依据该第I笔测试频率信号来撷取该第I至N笔第一测试数据信号且分别依据该第I至N笔测试频率信号来撷取该第I笔第一测试数据信号，进而得到2N笔第一撷取数据判断每ー笔第一撷取资料是否符合对应于该第一数据信号的ー预定数据； 将每ー笔第一撷取数据中符合该预定数据的位判定为ー数据正确区域；以及 依据该数据正确区域的一中心点来决定该最佳相位关系。
3.如权利要求I所述的方法，其特征在于，更包括 在该校正模式下，通过该数据信道来传送ー第二数据信号，其中该第一数据信号和该第二数据信号具不同值； 调整该第二数据信号的相位以提供相对应的一第二测试数据信号； 依据该测试频率信号来撷取该第二测试数据信号以得到一第二撷取数据；以及 依据该第一和第二撷取资料求出对应于该频率信道和该数据信道的该最佳相位关系。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，更包括 将该频率信号分别延迟O至(N-I)个单位时间以分别提供第I至N笔测试频率信号，其中N为大于I的整数； 将该第一数据信号分别延迟O至(N-I)个单位时间以分别提供第I至N笔第一测试数据信号； 将该第二数据信号分别延迟O至(N-I)个单位时间以分别提供第I至N笔第二测试数据信号； 依据该第I笔测试频率信号来撷取该第I至N笔第一测试数据信号且分别依据该第I至N笔测试频率信号来撷取该第I笔第一测试数据信号，进而得到2N笔第一撷取数据； 依据该第I笔测试频率信号来撷取该第I至N笔第二测试数据信号且分别依据该第I至N笔测试频率信号来撷取该第I笔第二测试数据信号，进而得到2N笔第二撷取数据；判断每ー笔第一撷取资料是否符合对应于该第一数据信号的一第一预定数据； 判断每ー笔第二撷取资料是否符合对应于该第二数据信号的一第二预定数据； 将每ー笔第一撷取数据中符合该第一预定数据的位判定为ー第一数据正确区域且将每ー笔第二撷取数据中符合该第二预定数据的位判定为ー第二数据正确区域； 依据该第一数据正确区域和该第二数据正确区域来决定对应于该数据信道的ー最佳数据正确区域；以及 依据该最佳数据正确区域的一中心点决定该最佳相位关系。
5.—种使用一移动产业处理器接ロ的传输系统,其特征在于,包括 一主控端电路，用来通过该移动产业处理器接ロ的一第一信道和一第二信道分别传送ー频率信号和ー数据信号； ー客户端电路，用来依据ー最佳相位关系来调整该第一信道和该第二信道的信号延迟，其包括 一接收电路，用来接收该频率信号和该数据信号； 一校正电路，用来调整该频率信号和该数据信号的相位以分别提供相对应的ー测试频率信号和ー测试数据信号、依据该测试频率信号来撷取该测试数据信号以得到一撷取资料 ，并依据该撷取资料求出该最佳相位关系。
6.如权利要求5所述的传输系统，其特征在于，该校正电路更包括一延迟单元，用来调整该频率信号和该数据信号的相位； 一比较单元，用来比较该撷取数据和对应于该数据信号的ー预定数据； 一储存单元，用来储存该比较单元的比较结果； 一计算单元，用来依据该比较单元的比较结果求出该最佳相位关系；以及 一控制单元，用来依据该最佳相位关系来控制该延迟单元以调整该第一信道和该第二信道的信号延迟。
全文摘要
本发明公开了一种校正移动产业处理器接口中信号偏移的方法及相关传输系统。在校正模式下，透过移动产业处理器接口之一频率信道和一数据信道分别传送一频率信号和一数据信号。调整频率信号和数据信号之相位以分别提供相对应之一测试频率信号和一测试数据信号。依据测试频率信号来撷取测试数据信号以得到一撷取资料，再依据撷取资料来求出对应于频率信道和数据信道之一最佳相位关系。在正常模式下传送频率信号和数据信号时，依据最佳相位关系来调整频率信道和数据信道之信号延迟。
文档编号G06F13/42GK102789442SQ20111019558
公开日2012年11月21日 申请日期2011年7月13日 优先权日2011年5月19日
发明者彭昱勋, 李学仪, 林清淳, 汤志伟 申请人:联咏科技股份有限公司