快速锁定的时脉数据回复装置与其方法与流程

本发明关于一种电子置与方法；特别关于一种快速锁定的时脉数据回复装置与其方法。

背景技术：

图1显示现有时脉数据回复装置的示意图。时脉数据回复装置100包含有一相位检测器101、一电荷泵102、一压控震荡器103、以及一低通滤波器104。

相位检测器101根据一回复时脉信号ckr侦测一数据信号data之间的相位差，产生一相位侦测信号de。电荷泵102依据相位侦侧信号de产生一电压控制信号vc。压控振荡器103根据电压控制信号vc，产生回复时脉信号ckr。而低通滤波器102用以对电压控制信号vc进行低通滤波。

然而，当时脉数据回复装置100由停止模式(stall mode)苏醒时，时脉数据回复装置100需重新锁定相位频率，需花费许多时间，使速度降低。

因此如何提供一种快速锁定相位频率的时脉数据回复装置与其方法，实为一急需克服的问题。

技术实现要素：

本发明的目的的一在提供一种时脉数据回复装置与其方法，用以在一快速模式下快速锁定相位频率。

依据本发明的一实施例，提供了一种快速锁定的时脉数据回复装置，包含有一时脉数据回复回路、一频率追踪回路、一锁相回路、以及一快速锁定单元。时脉数据回复回路用以接收一取样时脉信号，来锁定接收的一数据信号，以产生一数据回复时脉。频率追踪回路耦接时脉数据回复回路，用以追踪数据回复时脉的频率，以产生一与数据回复时脉相关的频率侦测信号。锁相回路耦接时脉数据回复回路与该频率追踪回路，接收频率侦测信号，将数据回复时脉锁定一参考时脉。而快速锁定单元耦接时脉数据回复回路，在一 快速模式下，依据数据回复时脉与一第一相位侦测信号产生一快速锁定信号，以让时脉数据回复回路由一停止模式进入该快速模式时，快速锁定数据信号。

依据本发明的另一实施例，提供了一种快速锁定数据回复时脉的方法，包含有下列步骤：首先，设定一除频初始值，使一压控振荡器频率与一数据信号频率接近，接收该数据信号，产生锁定至该数据信号频率的数据回复时脉。追踪数据回复时脉产生精确的除频数值，进入一停止模式，该压控振荡器仍可维持原数据信号的频率。离开该停止模式时，扫描多个数据回复时脉，根据扫描多个该数据回复时脉与数据信号的相位超前落后，调整数据回复时脉的相位，对准数据信号的时间位置，产生一预设相位。当进入一快速锁定模式时，依据预设相位产生该数据的取样时脉。

依据本发明的另一实施例，提供了一种快速锁定数据回复时脉的方法，包含有下列步骤：设定一除频初始值，使一压控振荡器频率与一数据信号频率接近，接收该数据信号，产生锁定至至数据信号频率的数据回复时脉。追踪数据回复时脉产生精确的除频数值，进入一停止模式，该压控振荡器仍可维持原数据信号的频率。利用压控振荡器或相位内插器产生的多个数据回复时脉的相位，撷取数据信号，取得数据信号的多个边缘、数据中间位置，且依据多个边缘、数据中间位置判断出多个数据回复时脉的相位的一相位，作为一预设相位。当进入一快速锁定模式时，依据预设相位产生该数据的取样时脉。

本发明实施例的快速锁定的时脉数据回复装置与方法，在快速模式下，利用预设相位作为时脉数据回复电路振荡频率的相位，可实现让时脉数据回复回路能快速锁定的功效，解决现有技术的问题。

附图说明

图1显示现有时脉数据回复装置的示意图。

图2显示本发明一实施例的一种快速锁定的时脉数据回复装置的示意图。

图3A显示本发明一实施例的一种快速锁定单元的示意图。

图3B显示图3A的一实施例的运作信号图。

图3C显示图3A的一实施例的真值表。

图4A显示本发明另一实施例的一种快速锁定单元的示意图。

图4B显示图4A的一实施例的运作信号图。

图4C显示图4A的相位检测器一实施例的示意图。

图4D显示图4A的一实施例的真值表。

图5显示本发明另一实施例的一种快速锁定的时脉数据回复装置的示意图。

图6显示本发明一实施例的一种快速锁定数据回复时脉的流程图。

附图标记说明：

200 快速锁定的时脉数据回复装置

201 时脉数据回复回路

202 锁相回路

203 频率追踪回路

201a 第一相位检测器

201b 第一电荷泵

201c 压控震荡器

201d 第一低通滤波器

201e 快速锁定单元

202a 第二相位检测器

202b 第二电荷泵

202c 分数除频单元

203a 频率检测器

203b 第二低通滤波器

201e2 相位内插器

201e1 快速锁定逻辑

401 正反器电路

401a 第一正反器

401b 第二正反器

401n 第三正反器

402 相位检测器

403 多路复用器

410 快速锁定逻辑

402a、402b、402c、402d、402e、402f、402g、402h 次相位检测器

具体实施方式

图2显示本发明一实施例的一种快速锁定的时脉数据回复装置的示意图。快速锁定的时脉数据回复装置200包含有一时脉数据回复回路(Clock data recovery loop)201、一锁相回路(Phase lock loop)202、以及一频率追踪回路(frequency tracking loop)203。

时脉数据回复回路201包含有一第一相位检测器201a、一第一电荷泵201b、一压控震荡器201c、一第一低通滤波器201d、以及一快速锁定单元201e。时脉数据回复回路201根据快速锁定单元产生的一取样时脉信号lc来锁定接收的数据信号data，以产生一数据回复时脉ckr。

第一相位检测器201a侦测取样时脉信号lc与输入数据信号data之间的相位差，产生一第一相位侦测信号de1。第一电荷泵201b依据第一相位侦侧信号de1产生一第一电压控制信号vc1。压控振荡器201c根据电第一压控制信号vc1产生回复时脉信号ckr。第一低通滤波器201d用以对第一电压控制信号vc1进行低通滤波。而快速锁定单元201e在一快速模式(burst mode)下，依据数据回复时脉ckr与第一相位侦测信号de1产生一快速锁定信号lc，以让时脉数据回复回路201能够由停止模式(stall mode)进入快速模式时，立刻准确的锁定数据信号data的相位频率。

锁相回路202包含有一第二相位检测器202a、一第二电荷泵202b、以及一分数除频单元202c。锁相回路202用以将数据回复时脉ckr锁定参考时脉ck_ref。第二相位检测器202a接收一参考时脉ck_ref与一除频信号sd，根据参考时脉ck_ref与除频信号sd之间的相位差，产生一第二相位侦测信号de2。第二电荷泵202b依据第二相位侦侧信号de2产生第二电压控制信号vc2。其中，分数除频单元202c，接收数据回复时脉ckr与一滤波后频率侦测信号sff，依据数据回复时脉ckr与滤波后频率侦测信号sff产生除频信号sd。

频率追踪回路203包含有一频率检测器203a与一第二低通滤波器203b。频率追踪回路203用以追踪数据回复时脉ckr的频率。频率检测器203a接收参考时脉ck_ref，且依据参考时脉ck_ref侦测数据回复时脉ckr的频率，产生一频率侦测信号sf。第二低通滤波器203b过滤频率侦测信号sf，以产生一滤 波后频滤侦测信号ssf。其中滤波后频率侦测信号ssf与数据回复信号ckr相关，反映数据回复信号ckr与将数据回复信号ckr调整后的相关信号。

快速锁定的时脉数据回复装置200运作方式的一实施例，以图6的流程图配合说明如下。

步骤S602：将快速锁定的时脉回复装置200上电。

步骤S604：设定分数除频单元203e的除频数值(N.F)初始值，关闭(Off)时脉数据回复回路201与快速锁定单元201e。此时，时脉数据回复回路201中的第一相位检测器201a、第一电荷泵201b、第一低通滤波器201d、快速锁定单元201e皆处于关闭状态。

步骤S606：开启(On)锁相回路202，直到锁相回路202锁定(lock)后，开始输入数据信号data。锁相回路202的第二相位检测器202接收参考时脉ck_ref与设为初始值的除频信号sd，且将输出的第二侦测信号de2的相位锁定参考时脉ck_ref的相位。而第二电荷泵202b依据第二侦测信号de2产生第二电压控制信号vc2。第二电压控制信号vc2控制压控振荡器201C，使压控振荡器201C工作到设定的初始频率。接着，数据信号data开始输入至时脉数据回复电路201的第一相位检测器201a。

步骤S608：关闭(Off)锁相回路202，开启(On)时脉数据回复回路201，此时快速锁定单元201e仍处于关闭(Off)状态，即锁相回路202的第二相位检测器202a、第二电荷泵202b、以及分数除频单元202c皆处于关闭状态。而时脉数据回复回路201除了快速锁定单元201e外，其他电路均开始运作。一实施例，时脉数据回复回路201的第一相位检测器201a接收数据信号data，产生第一侦测信号de1，此时取样时脉信号lc设为与回复时脉信号ckr之间具有一初始恒定相差的时脉信号。接着，第一电荷泵201b接收第一侦测信号de1产生第一信号vc1。而压控振荡器201c依据第一电压控制信号vc1产生数据回复时脉ckr，进而让快速锁定单元201e在之后运作后产生取样时脉信号lc来锁定数据信号data。

步骤S610：开启(On)频率追踪回路203。一实施例，频率检测器203a接收参考时脉ck_ref，且依据参考时脉ck_ref侦测数据回复时脉ckr的频率，产生一频率侦测信号sf。第二低通滤波器203b过滤频率侦测信号sf，以产生一滤波后频滤侦测信号ssf给分数除频单元202c。

步骤S612：产生精确的除频数值(N.F值)。一实施例，分数除频单元202c依据滤波后频率侦测信号ssf产生精确的除频数值。

步骤S614：当数据信号data不再送来时，进入停止模式。快速锁定的时脉数据回复装置200符合一预设条件被关闭(Off)时，关闭(Off)时脉数据回复回路201，关闭(Off)频率追踪回路203，开启(On)锁相回路202。

步骤S616：当数据信号data又开始送来时，进入快速锁定模式。开启(On)快速锁定单元201e，选择最佳相位，此时时脉数据回复回路201仍处于关闭(Off)状态。

一实施例中，快速锁定单元201e如图3A所示，该图中快速锁定单元201e包含有一快速锁定逻辑201e1与一相位内插器201e2。

快速锁定单元201e1根据第一相位侦测信号de1表示的取样时脉信号lc相位超前(dn)还是落后(up)调整一相位内插器201e2的相位，以使取样时脉信号lc对准数据信号data的时间位置。例如扫描了一相位内插的多个相位后，即可找到最佳位置。一实施例，请同时参考图3A、3B、3C。相位内插器201e2内插数据回复时脉ckr,产生取样时脉信号lc，取样时脉信号lc的取样边缘如D0、E0、D1电平(如图3C所示)。第一相位检测器201a侦测取样时脉信号lc相位与输入数据data相位，产生第一相位侦测信号de1。接着，快速锁定单元201e的快速锁定逻辑201e1接收第一相位检测器201a的第一相位侦测信号de1，找出最合适的相位，以产生相位信号phase_ctrl。相位内插器201e2接收相位信号phase_ctrl，以产生取样时脉信号lc。举例而言，如图3C所示，假设取样时脉信号lc相邻取样边缘取样到的数据信号data值分别为Dn＝1、En＝1、Dn+1＝0，则第一相位检测器201a会判断取样时脉信号lc的相位是超前还是落后，快速锁定单元201e1需要向后还是向前调整取样时脉信号lc的相位(调整相位信号phase_ctrl)。取样时脉信号lc的相位等于Phase_ctrl(n)＝phase_ctrl(n-1)+step，phase_ctrl(n-1)表示取样时脉信号lc当前相位值，phase_ctrl(n)表示取样时脉信号lc下一次相位值，step表示调整的相位大小。需注意，在取样时脉信号lc超前时step为正值；取样时脉信号lc落后时step为负值。本实施例中取样时脉信号lc的三个相邻边缘取样值Dn＝1、En＝1、Dn+1＝0，其判断结果为需让取样相位时脉lc相位向后调整，如椭圆形虚线A处所示。

依此方式，快速锁定单元201e可在快速锁定的时脉数据回复装置200由停止模式(Stall mode)进入快速模式(Burst mode)时，利用此预先得到的相位来选取取样时脉信号lc相对于回复时脉信号ckr的相位，让时脉数据回复回路201能快速的锁定。

另一实施例，快速锁定单元201e可为一过取样单元，当压控振荡器201c产生了多个数据回复时脉ckr且多个数据回复时脉ckr包含有多个相位(multiple phase)，例如8个相位。依据该多个相位撷取数据，即可取得多个数据的边缘(edge)、数据(data)中间位置。依据此多个边缘与数据位置，找出最佳的数值，即可判断出多个相位中的最佳相位，直接选取此相位作为取样时脉信号lc的初始相位。

一实施例，如图4A所示，该图中快速锁定单元201e包含有过取样单元400与一快速锁定逻辑410。过取样单元400包含有一正反器电路401、一相位检测器402、以及一多路复用器403。正反器电路401包含有多个正反器401a～401n。图4B显示图4A的一实施例的运作信号图，一实施例，假设过取样单元400利用八个数据回复时脉ckr的八个取样相位P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8对同一数据信号data在一时间长度1UI取样，以产生八个取样相位值Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8。快速锁定逻辑410接收取样相位值Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8，依据预设的判断标准，产生一选择信号Sel。相位检测器402侦测取样相位值Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8的状态，且提供取样相位值Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8分别与数据信号data的对应关系d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7、d8，而产生八个数据信号的每一数据信号的边缘(edge)、数据(data)中间…等位置的侦测结果信号d1/up1/dn1～dm/upm/dnm。

相位检测器402的一实施例，如图4C所示，相位检测器402包含有多个次相位检测器402a～402h。多个次相位检测器402a～402h依据图示标示的方式，如第一次相位检测器402a接收取样数值Q1与Q5而产生d1/up1dn1。而其逻辑真值表如图4D所示，举例而言，当Q1(n)＝0(data(n)＝0)、Q5(n)＝1(edge(n)＝1)、Q1(n+1)＝1(data(n+1)＝1)时，判断出Q1与数据信号data相位关系是Q1落后,即up(n)＝1、dn(n)＝0。

接着，多路复用器403接收侦测结果信号d1/up1/dn1～dm/upm/dnm，依据 选择信号sel选择多路复用器403接收侦测结果信号d1/up1/dn1～dm/upm/dnm其中之一，产生输出信号data_out/up/dn，以作为取样到的数据信号data_out，以及第一电荷泵201b的输入信号up/dn。需注意，一实施例中，判断选择哪一侦测结果信号d1/up1/dn1～dm/upm/dnm的依据，可采用哪一信号最接近数据信号data的中间值或其他位置的数值的方式。依此方式，快速锁定单元201e可在快速锁定的时脉回复装置200由停止模式(Stall mode)进入快速模式(Burst mode)时，利用此预先选择的相位作为取样时脉信号lc的初始相位，让时脉数据回复回路201能快速的锁定。

步骤S618：关闭(Off)快速锁定单元201e，开启(On)时脉数据回复回路201，关闭(Off)锁相回路202。

步骤S620：选择性地(Option)决定是否进入步骤S610开启(On)频率追踪回路203。

再者，图5显示另一实施例的快速锁定的时脉数据回复装置500的示意图，信号品质较不要求的状况下，可省略图2所示的第二低通滤波器203b。快速锁定的时脉数据回复装置500的电路方块与运作原理与图2相同不再赘述。

本发明实施例的快速锁定的时脉数据回复装置与方法，利用快速锁定单元预先选择相位直接选取此相位对应的电压控制信号，让压控振荡器或相位内插器产生此相位作为时脉数据回复电路振荡频率的初始相位，可实现让时脉数据回复回路能快速锁定的功效，解决现有技术的问题。

以上虽以实施例说明本发明，但并不因此限定本发明的范围，只要不脱离本发明的要旨，该行业者进行的各种变形或变更均落入本发明的权利要求。