专利名称：时钟产生方法、无参考频率接收器以及无晶体振荡器系统的制作方法
技术领域：
本发明是有关于通用序列总线(Universal Serial Bus, USB)通讯，尤指一种时钟产生方法、相关的无参考频率(Reference-less)接收器以及相关的无晶体振荡器(Crystal-less)系统。
背景技术：
典型的传统接收器通常需要一外部晶体振荡器，故其架构较为复杂。尤其是，采用外部晶体振荡器作为参考频率的来源会产生许多问题。例如当传统接收器采用外部晶体振荡器作为参考频率的来源时，需要额外的端子以及相关的静电放电(ElectrostaticDischarge, ESD)保护电路，这些都会导致额外的成本。另外，相关技术对于外部晶体振荡器的耗能以及切换噪声等问题并没有妥善的解决方案。此外，某些种类的应用有厚度的限制；例如芯片卡中的芯片的厚度通常不超过800微米(Micrometer),而此数值远低于外部 晶体振荡器的外壳的典型宽度，故外部晶体振荡器不适用于这一类的应用。因应上述的问题，相关技术提出了一些解决方案；然而，这些方案会导致一些副作用。例如相关技术通常需要电导-电容振荡器(Inductance-Capacitance Oscillator,LC 0SC)、电阻-电容振荡器(Resistance-Capacitance Oscillator, RC 0SC)、能隙参考(Band-gap Reference)电路、及/或被动元件,使得制程复杂且成本增加。因此，需要一种新颖的方法来产生时钟，以在不需要外部晶体振荡器且不产生上述副作用的状况下达到最佳的接收器效能。
发明内容
因此本发明的目的之一在于提供一种时钟产生方法、相关的无参考频率(Reference-less)接收器、以及相关的无晶体振荡器(Crystal-less)系统，以解决上述问题。本发明的另一目的在于提供一种时钟产生方法、相关的无参考频率接收器、以及相关的无晶体振荡器系统，以在不需要外部晶体振荡器且不产生上述副作用的状况下达到最佳的接收器/收发器效能。本发明的另一目的在于提供一种时钟产生方法、相关的无参考频率接收器、以及相关的无晶体振荡器系统，以提升传输效能。即使在传输信道两端的初始频率误差很大的状况下，依据本发明所实现的架构仍能妥善地进行接收运作。本发明的较佳实施例中提供一种时钟产生方法，其中该时钟产生方法用来产生一时钟信号以供一接收器/收发器/接收系统/收发系统使用。该时钟产生方法包含有对至少一输入信号进行数据/型样(Pattern)检测以产生复原数据；依据一同步型样规则来检测该输入信号中的至少一同步型样，并产生对应于该同步型样的同步信号；以及对该同步信号进行锁频以产生该时钟信号。本发明的较佳实施例中提供一种无参考频率接收器，用来对至少一输入信号进行数据/型样检测以产生复原数据。该无参考频率接收器包含有一数字化电路、一位转态检测(Bit Transition Detection)单兀、一单位时间检测(Unit-time Detection)单兀、以及一数据/型样解码器(Data/Pattern Decoder)。该数字化电路用来对该输入信号进行数字化运作，以检测该输入信号分别于多个时间点所代表的逻辑值，其中该多个时间点中的任两相邻时间点之间的长度等于一预定延迟量。该位转态检测单元用来依据该些逻辑值进行位转态检测运作，以产生位转态检测结果。另外，该单位时间检测单元通过利用该些位转态检测结果，分析该些逻辑值的至少一部分以动态地判断/更新一单位位长度，其中该单位位长度为以该预定延迟量为单位所测量的倍数。此外，该数据/型样解码器用来依据该单位位长度将该些逻辑值转换为该复原数据。本发明于提供上述方法的同时，亦对应地提供一种无晶体振荡器系统，用来产生一时钟信号以供一接收器/收发器/接收系统/收发系统使用。该无晶体振荡器系统包含有一数据/型样检测模块、一同步型样检测模块、以及一锁频装置，其中该锁频装置包含至少一硬件电路。该数据/型样检测模块用来对至少一输入信号进行数据/型样检测以产 生复原数据。另外，该同步型样检测模块用来依据一同步型样规则来检测该输入信号中的至少一同步型样，并产生对应于该同步型样的同步信号。此外，该锁频装置用来对该同步信号进行锁频以产生该时钟信号。
图IA为依据本发明一第一实施例的一种无晶体振荡器(Crystal-less)系统的不意图。图IB为图IA所示的时钟产生装置于一实施例中的实施细节。图IC为图IB所示的数据/型样(Pattern)检测模块于一实施例中的实施细节。图2为依据本发明一实施例的一种时钟产生方法的流程图。图3A至图3C为图2所示的时钟产生方法于一实施例中的实施细节。图4A至图4B为图2所示的时钟产生方法于不同的实施例中的实施细节。图5A至图5E为图IB所示的锁频装置于不同的实施例中的实施细节。[主要元件标号说明]IQQ__无晶体振荡器系统_
103__时钟产生装置_
105__接收器_
110__数据/型样检测模块_
112__数字化电路_
114位转态检测单元
116单位时间检测单元
118__数据/型样解码器_
120__同步型样检测模块_
130__锁频装置_
400, 522__时间数字转换器_
410__时间选择器_
420__混合延迟线_
512__频率检测器_
514L, 534__低通滤波器_
514S_ 二元搜寻单元_
权利要求
1.一种时钟产生方法，用来产生一时钟信号以供一接收器/收发器/接收系统/收发系统使用，该时钟产生方法包含有 对至少一输入信号进行数据/型样检测以产生复原数据； 依据一同步型样规则来检测该输入信号中的至少一同步型样，并产生对应于该同步型样的同步信号；以及 对该同步信号进行锁频以产生该时钟信号。
2.根据权利要求I所述的时钟产生方法,其中对该至少一输入信号进行数据/型样检测以产生该复原数据的步骤还包含 检测该输入信号分别于多个时间点所代表的逻辑值，其中该多个时间点中的任两相邻时间点之间的长度等于一预定延迟量； 分析该些逻辑值的至少一部分以动态地判断/更新一单位位长度，其中该单位位长度为以该预定延迟量为单位所测量的倍数；以及 依据该单位位长度将该些逻辑值转换为该复原数据。
3.根据权利要求2所述的时钟产生方法，其中该预定延迟量小于该输入信号所载的任一位的数据于时间轴上的长度。
4.根据权利要求3所述的时钟产生方法，其中对该至少一输入信号进行数据/型样检测以产生该复原数据的步骤还包含 依据一组多相位时钟信号、一超取样时钟信号、或该组多相位时钟信号与该超取样时钟信号的组合，对该至少一输入信号进行数字化运作。
5.根据权利要求3所述的时钟产生方法，其中对该至少一输入信号进行数据/型样检测以产生该复原数据的步骤还包含 利用一时间数字转换器对该至少一输入信号进行时间数字转换，以进行数字化运作。
6.根据权利要求2所述的时钟产生方法，其中分析该些逻辑值的该至少一部分以动态地判断/更新该单位位长度的步骤还包含 寻找该些逻辑值当中连续检测到的未转态逻辑值的数量的最小值，并利用该最小值作为该单位位长度的最新值。
7.根据权利要求2所述的时钟产生方法，其中依据该单位位长度将该些逻辑值转换为该复原数据的步骤还包含 于该些逻辑值当中，依据该单位位长度动态地判断对应于一个位的一组连续检测到的逻辑值，并保留该组连续检测到的逻辑值中的一逻辑值作为该复原数据中的该位的逻辑值。
8.根据权利要求7所述的时钟产生方法，其中该逻辑值为该组连续检测到的逻辑值的众数。
9.根据权利要求I所述的时钟产生方法，其中对该同步信号进行锁频以产生该时钟信号的步骤还包含 检测该时钟信号与该同步信号之间的频率差/相位差，并依据该频率差/相位差动态地调整该时钟信号的频率。
10.根据权利要求I所述的时钟产生方法，其中对该同步信号进行锁频以产生该时钟信号的步骤还包含利用一数字控制振荡器产生该时钟信号的初始版本。
11.根据权利要求I所述的时钟产生方法，其中对该同步信号进行锁频以产生该时钟信号的步骤还包含 利用一时间数字转换器对该同步信号进行时间数字转换以产生至少一数字码； 对该数字码进行解码以产生一选择信号；以及 依据该选择信号对一环型振荡器的多个缓冲级的输出路径进行多工选择，以动态地调整该时钟信号的频率。
12.一种无参考频率接收器，用来对至少一输入信号进行数据/型样检测以产生复原数据，该无参考频率接收器包含有 一数字化电路，用来对该输入信号进行数字化运作，以检测该输入信号分别于多个时间点所代表的逻辑值，其中该多个时间点中的任两相邻时间点之间的长度等于一预定延迟量; 一位转态检测单元，用来依据该些逻辑值进行位转态检测运作，以产生位转态检测结果; 一单位时间检测单元，用来通过利用该些位转态检测结果，分析该些逻辑值的至少一部分以动态地判断/更新一单位位长度，其中该单位位长度为以该预定延迟量为单位所测量的倍数；以及 一数据/型样解码器，用来依据该单位位长度将该些逻辑值转换为该复原数据。
13.根据权利要求12所述的无参考频率接收器，其中该预定延迟量小于该输入信号所载的任一位的数据于时间轴上的长度。
14.根据权利要求13所述的无参考频率接收器，其中该数字化电路依据一组多相位时钟信号、一超取样时钟信号、或该组多相位时钟信号与该超取样时钟信号的组合，对该至少一输入信号进行该些数字化运作。
15.根据权利要求13所述的无参考频率接收器，其中该数字化电路包含有 一时间数字转换器，用来对该至少一输入信号进行时间数字转换，以进行该些数字化运作。
16.根据权利要求12所述的无参考频率接收器，其中该单位时间检测单元寻找该些逻辑值当中连续检测到的未转态逻辑值的数量的最小值，并利用该最小值作为该单位位长度的最新值。
17.根据权利要求12所述的无参考频率接收器，其中于该些逻辑值当中，该数据/型样解码器依据该单位位长度动态地判断对应于一个位的一组连续检测到的逻辑值，并保留该组连续检测到的逻辑值中的一逻辑值作为该复原数据中的该位的逻辑值。
18.一种无晶体振荡器系统，用来产生一时钟信号以供一接收器/收发器/接收系统/收发系统使用，该无晶体振荡器系统包含有 一数据/型样检测模块，用来对至少一输入信号进行数据/型样检测以产生复原数据； 一同步型样检测模块，用来依据一同步型样规则来检测该输入信号中的至少一同步型样,并产生对应于该同步型样的同步信号；以及 一锁频装置，用来对该同步信号进行锁频以产生该时钟信号，其中该锁频装置包含至少一硬件电路。
19.根据权利要求18所述的无晶体振荡器系统，其中该数据/型样检测模块包含有 一数字化电路，用来对该输入信号进行数字化运作，以检测该输入信号分别于多个时间点所代表的逻辑值，其中该多个时间点中的任两相邻时间点之间的长度等于一预定延迟量;一位转态检测单元，用来依据该些逻辑值进行位转态检测运作，以产生位转态检测结果; 一单位时间检测单元，用来通过利用该些位转态检测结果，分析该些逻辑值的至少一部分以动态地判断/更新一单位位长度，其中该单位位长度为以该预定延迟量为单位所测量的倍数；以及一数据/型样解码器，用来依据该单位位长度将该些逻辑值转换为该复原数据。
20.根据权利要求18所述的无晶体振荡器系统，其中该预定延迟量小于该输入信号所载的任一位的数据于时间轴上的长度。
全文摘要
本发明提供一种时钟产生方法，用来产生一时钟信号以供一接收器/收发器/接收系统/收发系统使用，该时钟产生方法包含有对至少一输入信号进行数据/型样检测以产生复原数据；依据一同步型样规则来检测该输入信号中的至少一同步型样，并产生对应于该同步型样的同步信号；以及对该同步信号进行锁频以产生该时钟信号。本发明还提供相关的无参考频率接收器以及相关的无晶体振荡器系统。
文档编号H03B5/04GK102769430SQ20111011332
公开日2012年11月7日 申请日期2011年5月4日 优先权日2011年5月4日
发明者余明士, 易育圣, 陈乔民, 陈冠宇, 黄彦颖 申请人:智原科技股份有限公司