信号辨识方法及信号辨识装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种信号辨识方法及信号辨识装置。其中，该信号辨识方法包含有：接收一信号；使用一环式振荡器所产生的一时脉来对该信号连续地进行取样以产生多个取样值；计数该多个取样值中具有连续的相同数值的每一取样信号长度；以及依据多个取样信号长度来辨识该信号的内容。该信号辨识装置包含有：一接收电路，用来接收一信号；一环式振荡器，用来产生一时脉；一取样电路，用来依据该时脉以对该信号连续地进行取样以产生多个取样值；一计数器，用来计数该多个取样值中具有连续的相同数值的每一取样信号长度；以及一判断单元，用来依据多个取样信号长度来辨识该信号的内容。
【专利说明】信号辨识方法及信号辨识装置
【技术领域】
[0001]本发明所揭露的实施例相关于信号辨识，尤指一种利用环式振荡器(ringoscillator)取代锁相回路(Phase Lock Loop, PLL)来产生一时脉,并且根据该时脉来取样一信号并且加以辨识该信号的内容的方法以及相关电路。
【背景技术】
[0002]近年来固态硬盘(Solid State Drive, SSD)逐渐巩固其在储存媒介市场中的地位，并且广泛地被使用在个人电脑以及各种移动装置的中，而串行先进技术附件(SerialAdvanced Technology Attachment, SATA)介面则为目前固态硬盘的介面主流。由于各类装置对于降低功率消耗的需求日趋迫切，因此，串行先进技术附件规范中特别针对串行先进技术附件设备端(SATA device)定义了沉睡模式(slumber mode),这对于长期处于闲置的应用尤其重要。
[0003]对于处于沉睡模式的串行先进技术附件设备端来说，串行先进技术附件主控端(SATA host)必须要传送如图1的附图(a)、(b)所示的特定的频外(Out-of-Band, 00B)信号以唤醒设备端，其中附图(a)所示为C0MRESET/C0MINIT信号的波形，而附图(b)所示则是C0MWAKE信号的波形。传统上，设备端为了在沉睡模式中还能够辨认出主控端所传送的频外信号，因此至少需要保留前端的接收电路以及锁相回路，如此一来，锁相回路的功率消耗便成为降低闲置功率消耗的主要因素，然而，锁相回路的设计已臻于成熟，不易经由锁相回路的变化来降低其功率消耗，因此，为了能够大幅地降低设备端在沉睡模式的功率消耗，又要能够辨识出频外信号以离开沉睡模式，便需要一种不必使用锁相回路的创新信号辨识方法。
【发明内容】
[0004]本发明的目的之一在于提供一种利用环式振荡器取代锁相回路来产生一时脉，并且根据该时脉来取样一信号并且加以辨识该信号的方法以及相关电路，来改善上述的功率消耗问题。
[0005]根据本发明的一实施例，揭露一种信号辨识方法。该信号辨识方法包含有:接收一信号；使用一环式振荡器所产生的一时脉来对该信号连续地进行取样以产生多个取样值；计数该多个取样值中具有连续的相同数值的每一取样信号长度；以及依据多个取样信号长度来辨识该信号的内容。
[0006]根据本发明的另一实施例，揭露一种信号辨识装置。该信号辨识装置包含有一接收电路、一环式振荡器、一取样电路、一计数器以及一判断单元。其中该接收电路用来接收一信号。该环式振荡器用来产生一时脉。该取样电路用来依据该时脉以对该信号连续地进行取样以产生多个取样值。该计数器用来计数该多个取样值中具有连续的相同数值的每一取样信号长度。以及一判断单元，用来依据多个取样信号长度来辨识该信号的内容。
[0007]相较于传统电路设计在沉睡模式下必须维持锁相回路的运作以随时等待特定信号的唤醒指令，本发明所揭示的使用环式振荡器取代锁相回路的信号辨识方法以及装置可以大幅地减少沉睡模式(或是省电模式)下的功率消耗，如此一来，可以延长行动装置或是笔记型电脑的待机时间，进而达到节能的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为串行先进技术附件规范中所定义的两种频外信号的波形示意图。
[0009]图2为本发明信号辨识方法的一示范性实施例的流程图。
[0010] 图3为本发明信号辨识装置的一示范性实施例的示意图。
[0011]图4为本发明信号辨识方法中依据多个取样信号长度来辨识该信号的步骤的一示范性实施例的流程图。
[0012]【主要元件符号说明】
[0013]200^206,400^406 步骤
[0014]302 接收电路
[0015]304 取样电路
[0016]306 环式振荡器
[0017]308 计数器
[0018]310 判断单元
【具体实施方式】
[0019]在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。另外，“耦接” 一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或透过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。
[0020]请参考图2，图2为本发明信号辨识方法的一示范性实施例的流程图。倘若大体上可达到相同的结果，并不需要一定遵照图2所示的流程中的步骤顺序来进行，且图2所示的步骤不一定要连续进行，亦即其他步骤亦可插入其中，此外，图2中的某些步骤亦可根据不同实施例或设计需求省略之。该方法包含有以下步骤:
[0021]步骤200:接收一信号；
[0022]步骤202:使用一环式振荡器所产生的一时脉来对该信号进行取样以连续地产生多个取样值；
[0023]步骤204:计数该多个取样值中具有连续的相同数值的每一取样信号长度；以及
[0024]步骤206:依据多个取样信号长度来辨识该信号的内容。
[0025]关于图2所示的信号辨识方法，请一并参考图3。图3为本发明信号辨识装置的一示范性实施例的示意图。信号辨识装置300用以执行图2所示的信号辨识方法，包含有一接收电路302、一取样电路304、一环式振荡器306、一计数器308以及一判断单元310。应注意的是，本实施例针对应用在串行先进技术附件设备端来作说明，除此之外，本实施例中仅就串行先进技术附件设备端在沉睡模式时对频外信号的侦测与辨识的部分加以讨论，举例来说，图3中并未绘示于一般模式时用来处理一般数据的处理电路，换句话说，在本发明所揭露的较佳实施例中，信号辨识装置300仅用于侦测与辨识串行先进技术附件设备端在沉睡模式时接收的频外信号，以取代现有作法中依旧在沉睡模式时使用一般模式的数据路径(包含锁相回路)来侦测频外信号的作法，也就是说，本发明可以降低串行先进技术附件设备端于沉睡模式时的功率消耗。
[0026]信号辨识装置300中的接收电路302用来将符合串行先进技术附件规范的缆线上的差动信号接收进来，并将所接收到的一信号rxin传送到后续电路，亦即步骤200，无论系统处于一般模式或是沉睡模式，接收电路302都必须维持启动的状态且以相同的方式将传输缆线上的信息传达到后续的电路，当系统进入沉睡模式时，会关闭一般模式的接收电路并启动取样电路304、环式振荡器306、计数器308以及判断单元310，此时由于锁相回路亦被关闭以降低功率消耗，故本实施例便使用环式振荡器306来产生一时脉CLK_R0以提供给取样电路304，使取样电路304得以依据时脉CLK_R0来对信号rxin连续地进行取样以产生多个取样值，亦即步骤202。应注意的是，环式振荡器306和传统锁相回路相比，具有准确度较低且功率亦较低的特性，另外，环式振荡器306所产生的时脉CLK_R0的频率需要根据此时所欲辨识的信号rxin的频率来设定，在串行先进技术附件规范中，频外信号的频率远较一般数据信号的频率来的低，因此，举例来说，时脉CLK_R0的频率可以是300MHz，然而这并非本发明的限制所在，实务上必须依据欲辨识的系统信号频率来加以设计，除此之外，相较于传统锁相回路所产生的时脉的频率，环式振荡器306所产生的时脉CLK_R0的频率会比较不准确，举例来说，误差可能会达到30%，因此，后续需要搭配适当的辨识机制/演算法来降低辨识错误率，进一步的细节将于下详述。
[0027]当串行先进技术附件设备端维持在沉睡模式时，取样电路304所取样的多个取样值会是维持在’ O ’，而当串行先进技术附件主控端欲唤醒串行先进技术附件设备端的时候，换句话说，当主控端欲控制设备端脱离沉睡模式并且进入到一般模式时，主控端会发送如图1的附图(a)所示的一第一频外信号C0MREST/C0MINIT或是如图1的附图(b)所示的一第二频外信号C0MWAKE至设备端，此时取样电路304所取样的多个取样值才会出现连续的’ I’与连续的’ O’相间的状况，其中第一频外信号C0MREST/C0MINIT以及第二频外信号C0MWAKE都是由至少6个具有一第一宽度Tl (106.7ns)的丛发(burst)所构成，第一频外信号C0MREST/C0MINIT的丛发之间的间距为一第二宽度T2 (320ns)，而第二频外信号C0MWAKE的丛发之间的间距为第一宽度Tl，进一步来说，对于第一频外信号C0MREST/C0MINIT来说，丛发信号(亦即丛发的长度)与闲置信号(亦即两相邻丛发之间的间距)的比例关系为1:3，而对于第二频外信号C0MWAKE来说，丛发信号(亦即丛发的长度)与闲置信号(亦即两相邻丛发之间的间距)的比例关系则是1:1。
[0028]在步骤204中，计数器308用来依据环式振荡器306所产生的时脉CLK_R0来计数该多个取样值中具有连续的相同数值(连续的‘I’或连续的’O’)的每一取样信号长度，再交由后续的判断单元310来判断。例如在沉睡模式下，计数器308会不断地累积收到的连续取样值’ O’的数目，计数器308可以设定一特定值，当数目超过该特定值时，便将计数器308重置(reset),以避免过大且无意义的情况。而当主控端发送第一频外信号C0MREST/C0MINIT或是第二频外信号C0MWAKE时，计数器308将会累积连续取样值’ I’的计数，而当信号转换为O时，计数器308会重置并累积连续取样值’ O’的计数。
[0029]关于判断单元310的操作，请参考图4，图4为本发明信号辨识方法中依据多个取样信号长度来辨识该信号的步骤的一示范性实施例的流程图。倘若大体上可达到相同的结果，并不需要一定遵照图4所示的流程中的步骤顺序来进行，且图4所示的步骤不一定要连续进行，亦即其他步骤亦可插入其中，此外，图4中的某些步骤亦可根据不同实施例或设计需求省略之。该方法包含有以下步骤:
[0030]步骤400:判断该多个取样信号长度中对应一第一数值的一第一取样信号长度是否落入一第一取样信号长度范围，并产生一第一判断结果；
[0031]步骤402:判断该多个取样信号长度中对应一第二数值且紧邻该第一取样信号长度的一第二取样信号长度是否落入一第二取样信号长度范围，并产生一第二判断结果；
[0032]步骤404:判断该第一、第二取样信号长度之间的比例是否落入一取样信号长度比例范围，并产生一第三判断结果；以及
[0033]步骤406:至少依据该第一、第二、第三判断结果来辨识该信号的内容。
[0034]首先，若计数器308收到第一频外信号C0MREST/C0MINIT或是第二频外信号C0MWAKE，并将其中代表丛发的信号1(即该第一数值)的计数值传送到判断单元310中，此时判断单元310会依据串行先进技术附件规范，同时参考环式振荡器306的最大误差来设定步骤400所述的该第一取样信号长度范围，举例来说，若是串行先进技术附件规范中定义每一丛发的长度介于103.5ns以及109.9ns之间，而环式振荡器306的误差最大约为30%,于是便可设定该第一取样信号长度范围为介于(103.5ns-103.5nsX30%)以及(109.9ns+109.9nsX 30%)之间，即72.45ns?142.87ns，然而此仅为说明用途，并非本发明的限制所在，实务上可依据所应用的规范以及环式振荡器的规格来作相对应的调整。若计数器308传送到判断单元310中代表丛发的信号I (即该第一数值)的计数值落入该第一取样信号长度范围(在此实施例中为72.45niTl42.87ns)，则产生该第一判断结果指示接收到代表丛发的信号I (即该第一数值)，反之，该第一判断结果则指示并未接收到代表丛发的信号I。
[0035]接下来，计数器308会继续将收到的第一频外信号C0MREST/C0MINIT或是第二频外信号C0MWAKE中代表丛发信号之间的闲置信号O (即该第二数值)的计数值传送到判断单元310中，此时判断单元310亦会依据串行先进技术附件规范，同时参考环式振荡器306的最大误差来设定步骤402所述的该第二取样信号长度范围，举例来说，可设定第一频外信号C0MREST/C0MINIT中每一丛发之间的长度需介于35ns以及175ns之间，亦即该第二取样信号长度范围需介于35ns以及175ns之间，然而此仅为说明用途，并非本发明的限制所在，实务上可依据所应用的规范以及环式振荡器的规格来作相对应的调整。如步骤400所述，若计数器308传送到判断单元310中代表丛发信号之间的闲置信号O (即该第二数值)的计数值落入该第二取样信号长度范围(在此实施例中为35niTl75nS)，则产生该第二判断结果指示接收到代表丛发信号之间的闲置信号O (即该第二数值)，反之该第二判断结果则指示并未接收到丛发信号之间的闲置信号O。
[0036]除此之外，如步骤404所述，本发明所揭露的实施例中还会针对该第一、第二取样信号长度之间的比例是否落入一取样信号长度比例范围加以判断，并产生一第三判断结果。换句话说，在步骤400以及步骤402中依据串行先进技术附件规范，同时参考环式振荡器306的最大误差来检查单一信号(亦即丛发信号与闲置信号中任一者)的绝对长度，而在步骤404中依据串行先进技术附件规范，同时参考环式振荡器306的最大误差来检查两种信号(亦即丛发信号与闲置信号)之间的相对长度比例。举例来说，基于串行先进技术附件规范，第一频外信号COMREST/COMINIT所具有的丛发信号(亦即丛发的长度)与闲置信号(亦即两相邻丛发之间的间距)的比例关系为1:3，而第二频外信号COMWAKE所具有的丛发信号(亦即丛发的长度)与闲置信号(亦即两相邻丛发之间的间距)的比例关系则是1:1，因此，考量环式振荡器所产生的时脉的误差，可设定第一频外信号C0MREST/
C0MINIT中的丛发信号与闲置信号之间的该取样信号长度比例范围闲置信号/丛发信号介于2~4，又
例如，可设定第二频外信号C0MWAKE中的丛发信号与闲置信号之间的该取样信号长度比例范围闲置信号/丛发信号介于0.5~1.5，然而此仅为说明用途，并非本发明的限制所在，实务上可依据所应用的规范以及环式振荡器的规格来作相对应的调整。
[0037]—般来说，不同的应用规范所定义的信号辨识的细节并不相同，举例来说，串行先进技术附件规范中定亦需要接收到连续六组丛发信号以及闲置信号，才能确认接收到第一频外信号COMREST/COMINIT或是第二频外信号C0MWAKE，以避免可能因为杂讯所造成的误判的状况。因此，步骤400~404可重复执行，以针对每一组丛发信号以及闲置信号来得到相对应的第一、第二、第三判断结果，最后，步骤406便根据每一组的第一、第二、第三判断结果来确认是否收到符合第一频外信号COMREST/COMINIT或是第二频外信号COMWAKE的信号特性的一组丛发信号以及闲置信号，换言之，步骤406可连续地验证N组第一、第二、第三判断结果(例如N=6)，直到所有条件都确认成立，才判断接收到第一频外信号C0MREST/C0MINIT或是第二频外信号C0MWAKE，进而使串行先进技术附件设备端离开沉睡模式，也就是重新启动所有进入省电模式的电路区块。
[0038]此外，以上所述为本发明的较佳实施例，然而，本发明并不以此为限，实际上，任何基于环式振荡器所提供的时脉来实现频外信号辨识的实作均符合本发明的精神。举例来说，于另一实施例中，图4所示的步骤404可被省略，而步骤406修改为至少依据该第一、第二判断结果来辨识该信号的内容。于再另一实施例中，图4所示的步骤404可被省略，步骤406修改为至少依据该第一、第二判断结果来辨识该信号的内容，此外，步骤400、402会重复执行，以针对每一组丛发信号以及闲置信号来得到相对应的第一、第二判断结果，最后，步骤406便根据每一组的第一、第二判断结果来确认是否收到符合第一频外信号C0MREST/C0MINIT或是第二频外信号COMWAKE的信号特性的一组丛发信号以及闲置信号。
[0039]相较于传统电路设计在沉睡模式下必须维持锁相回路的运作以随时等待特定信号的唤醒指令，本发明所揭示的使用环式振荡器取代锁相回路的信号辨识方法以及装置可以大幅地减少沉睡模式(或是省电模式)下的功率消耗，如此一来，可以延长行动装置或是笔记型电脑的待机时间，进而达到节能的目的。
[0040]以上所述仅为本发明的较佳实施例，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】
1.一种信号辨识方法，包含有: 接收一信号； 使用一环式振荡器所产生的一时脉来对该信号连续地进行取样以产生多个取样值； 计数该多个取样值中具有连续的相同数值的每一取样信号长度；以及 依据多个取样信号长度来辨识该信号的内容。
2.如权利要求1所述的信号辨识方法，其特征在于，该信号是使用于串行先进技术附件中的一频外信号。
3.如权利要求1所述的信号辨识方法，其特征在于，依据该多个取样信号长度来辨识该信号的内容的步骤包含有: 判断该多个取样信号长度中对应一第一数值的一第一取样信号长度是否落入一第一取样信号长度范围，并产生一第一判断结果； 判断该多个取样信号长度中对应一第二数值且紧邻该第一取样信号长度的一第二取样信号长度是否落入一第二取样信号长度范围，并产生一第二判断结果；以及至少依据该第一、第二判断结果来辨识该信号的内容。
4.如权利要求3所述的信号辨识方法，其特征在于，依据该多个取样信号长度来辨识该信号的内容的步骤另包含有: 判断该第一、第二取样信号长度之间的比例是否落入一取样信号长度比例范围，并产生一第三判断结果；以及 至少依据该第一、第二判断结果来辨识该信号的内容的步骤包含有: 至少依据该第一、第二、第三判断结果来辨识该信号的内容。
5.如权利要求3所述的信号辨识方法，其特征在于，依据该多个取样信号长度来辨识该信号的内容的步骤另包含有: 判断该多个取样信号长度中对应该第一数值且紧邻该第二取样信号长度的一第三取样信号长度是否落入该第一取样信号长度范围，并产生一第三判断结果；以及 判断该多个取样信号长度中对应该第二数值且紧邻该第三取样信号长度的一第四取样信号长度是否落入该第二取样信号长度范围，并产生一第四判断结果；以及至少依据该第一、第二判断结果来辨识该信号的内容的步骤包含有: 至少依据该第一、第二、第三、第四判断结果来辨识该信号的内容。
6.如权利要求5所述的信号辨识方法，其特征在于，依据该多个取样信号长度来辨识该信号的内容的步骤另包含有: 判断该第一、第二取样信号长度之间的比例是否落入一取样信号长度比例范围，并产生一第五判断结果；以及 判断该第三、第四取样信号长度之间的比例是否落入该取样信号长度比例范围，并产生一第六判断结果； 至少依据该第一、第二、第三、第四判断结果来辨识该信号的内容的步骤包含有: 至少依据该第一、第二、第三、第四、第五、第六判断结果来辨识该信号的内容。
7.一种信号辨识装置，包含有: 一接收电路，用来接收一信号； 一环式振荡器，用来产生一时脉；一取样电路，用来依据该时脉以对该信号连续地进行取样以产生多个取样值； 一计数器，用来计数该多个取样值中具有连续的相同数值的每一取样信号长度；以及 一判断单元，用来依据多个取样信号长度来辨识该信号的内容。
8.如权利要求7所述的信号辨识装置，其特征在于，该信号是使用于串行先进技术附件中的一频外信号。
9.如权利要求7所述的信号辨识装置，其特征在于，该判断单元判断该多个取样信号长度中对应一第一数值的一第一取样信号长度是否落入一第一取样信号长度范围，并产生一第一判断结果；判断该多个取样信号长度中对应一第二数值且紧邻该第一取样信号长度的一第二取样信号长度是否落入一第二取样信号长度范围，并产生一第二判断结果；以及至少依据该第一、第二判断结果来辨识该信号的内容。
10.如权利要求9所述的信号辨识装置，其特征在于，该判断单元另判断该第一、第二取样信号长度之间的比例是否落入一取样信号长度比例范围，并产生一第三判断结果；以及该判断单元至少依据该第一、第二、第三判断结果来辨识该信号的内容。
11.如权利要求9所述的信号辨识装置，其特征在于，该判断单元另判断该多个取样信号长度中对应该第一数值且紧邻该第二取样信号长度的一第三取样信号长度是否落入该第一取样信号长度范围，并产生一第三判断结果；以及判断该多个取样信号长度中对应该第二数值且紧邻该第三取样信号长度的一第四取样信号长度是否落入该第二取样信号长度范围，并产生一第四判断结果；以及该判断单元至少依据该第一、第二、第三、第四判断结果来辨识该信号的内容。
12.如权利要求11所述的信号辨识装置，其特征在于，该判断单元另判断该第一、第二取样信号长度之间的比例是否落入一取样信号长度比例范围，并产生一第五判断结果；以及判断该第三、第四取样信号长度之间的比例是否落入该取样信号长度比例范围，并产生一第六判断结果；以及该判断单元至少依据该第一、第二、第三、第四、第五、第六判断结果来辨识该信号的内容。
【文档编号】G06F1/32GK103914122SQ201310004381
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年1月6日 优先权日:2013年1月6日
【发明者】刘立国, 陈国光 申请人:智微科技股份有限公司