时钟数据恢复电路及其频率侦测方法
【专利摘要】本发明实施例提供一种时钟数据恢复电路及其频率侦测方法。所述时钟数据恢复电路包括时钟产生器以及频率侦测模块。时钟产生器用以产生出时钟信号。频率侦测模块与时钟产生器相互耦接，且频率侦测模块用以根据转换密度值与接收到的数据信号产生出控制信号传送至时钟产生器，以藉此提高或降低时钟产生器所产生出的时钟信号的频率。
【专利说明】
时钟数据恢复电路及其频率侦测方法
技术领域
[0001]本发明有关于一种侦测方法，且特别是一种用于不需要有一外部参考时钟信号应用的时钟数据恢复电路的频率侦测方法。
【背景技术】
[0002]在通讯系统中，传送端会根据其时钟产生出数据信号，并且经由传输通道(有线或无线)将此数据信号传送至接收端，而接收端为了能够正确地辨别出此数据信号的逻辑准位(O或I)，接收端的时钟则必须要与传送端的时钟相互同步之后，接收端才可以读取得出此数据信号。因此，传统上接收端必须应用有一个时钟数据恢复电路，来将接收端的时钟恢复至相同于传送端的时钟。
[0003]—般来说，时钟数据恢复电路中内建有至少一个时钟产生器，此时钟产生器用以产生出特定频率的取样时钟信号，而时钟数据恢复电路则必须确保使得此取样时钟信号可以有效地对于接收到的数据信号来进行取样。详细来说，在应用过程中，时钟数据恢复电路会先针对此时钟产生器的初始时钟信号进行调整，使得初始时钟信号调整至此特定频率的取样时钟信号后，时钟数据恢复电路才会开始对于接收到的数据信号进行取样。举例来说，若使用过低的初始时钟信号会造成数据的取样失真的话，时钟数据恢复电路则必须产生控制信号，以进一步驱使时钟产生器提高取样时钟信号的频率。
[0004]然而，由于时钟数据恢复电路中内建的时钟产生器，容易受到半导体制程、温度与电压变异等影响，而导致有频率飘移的问题产生。因此，习知的时钟数据恢复电路大多必须额外再利用有一个可信赖且标准的参考时钟信号，以对时钟数据恢复电路内建的时钟产生器的初始时钟信号进行调整。举例来说，此参考时钟信号可以是由传送端所一并传送至接收端的某时钟信号，又或者是经由外部可靠的晶体振荡器而产生出来。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供一种时钟数据恢复电路。所述时钟数据恢复电路包括时钟产生器以及频率侦测模块。时钟产生器用以产生出时钟信号。频率侦测模块与时钟产生器相互耦接，且频率侦测模块用以根据转换密度值与接收到的数据信号产生出控制信号传送至时钟产生器，以藉此提高或降低时钟产生器所产生出的时钟信号的频率。
[0006]本发明实施例另提供一种时钟数据恢复电路。所述时钟数据恢复电路包括频率侦测模块以及时钟产生器。频率侦测模块用以根据转换密度值与接收到的数据信号产生出频率运算值。时钟产生器与频率侦测模块相互耦接，且时钟产生器根据接收到的频率运算值产生出相对应的时钟信号，其中产生出的时钟信号的频率与数据信号的频率一致。
[0007]本发明实施例另提供一种频率侦测方法，适用于时钟数据恢复电路，其中时钟数据恢复电路包括时钟产生器与频率侦测模块。所述频率侦测方法包括以下步骤。利用时钟产生器产生出时钟信号。利用频率侦测模块根据转换密度值与接收到的数据信号产生出控制信号至时钟产生器，以藉此提高或降低时钟产生器所产生出的时钟信号的频率。
[0008]本发明实施例另提供一种频率侦测方法，适用于时钟数据恢复电路，其中时钟数据恢复电路包括频率侦测模块与时钟产生器。所述频率侦测方法包括以下步骤。利用频率侦测模块，根据转换密度值与接收到的数据信号产生出频率运算值。利用时钟产生器，根据接收到的频率运算值产生出相对应的时钟信号，其中产生出的时钟信号的频率与数据信号的频率一致。
[0009]综上所述，本发明实施例所提供的时钟数据恢复电路及其频率侦测方法，可以在不需要透过由外部而来的参考时钟信号，以对时钟数据恢复电路内的时钟产生器的时钟信号进行调整的情况下，便能准确地侦测出接收到的数据信号的时钟频率，并且可以对时钟数据恢复电路内的时钟产生器的时钟信号直接进行调整，进而有效地降低系统架构设计上的成本。
[0010]为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。
【附图说明】
[0011]图1是本发明实施例所提供的时钟数据恢复电路的功能方块示意图。
[0012]图2A是本发明实施例所提供的数据信号的时钟边缘的示意图。
[0013]图2B是本发明另一实施例所提供的数据信号的时钟边缘的示意图。
[0014]图2C是本发明实施例所提供的标准时钟信号的时钟边缘的示意图。
[0015]图3是本发明实施例所提供的时钟数据恢复电路的频率侦测模块的功能方块示意图。
[0016]图4是本发明另一实施例所提供的时钟数据恢复电路的功能方块示意图。
[0017]图5是本发明另一实施例所提供的时钟数据恢复电路的频率侦测模块的功能方块不意图O
[0018]图6是本发明另一实施例所提供的时钟数据恢复电路的各信号的时钟边缘的示意图。
[0019]图7是本发明实施例所提供的频率侦测方法的流程示意图。
[0020]图8是本发明另一实施例所提供的频率侦测方法中产生出控制信号的流程示意图。
[0021]图9是本发明另一实施例所提供的频率侦测方法的流程示意图。
[0022]图10是本发明另一实施例所提供的频率侦测方法中产生出频率运算值的流程示意图。
【具体实施方式】
[0023]在下文中，将藉由图式说明本发明的各种实施例来详细描述本发明。然而，本发明概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。此外，在图式中相同参考数字可用以表示类似的组件。
[0024]请参阅图1，图1是本发明实施例所提供的时钟数据恢复电路的功能方块示意图。时钟数据恢复电路I包括时钟产生器10以及频率侦测模块12。其中频率侦测模块12与时钟产生器10相互耦接。另外，上述各组件可以是整合或是分开设置，总之，本发明并不以此为限制。
[0025]时钟产生器10用以产生出时钟信号CLK。频率侦测模块12则用以根据一个转换密度值TD与接收到的数据信号DS产生出控制信号CS，并且将此控制信号CS传输至时钟产生器10，以藉此提高或降低时钟产生器10所产生出的时钟信号CLK的频率。换句话说，时钟产生器10将受控于控制信号CS以提高或降低所产生出的时钟信号CLK的频率。
[0026]具体来说，图1中的时钟产生器10为常见的芯片内部的频率源。一般来说，由于芯片内部的频率源容易受到半导体制程、温度与电压变异等影响，而导致有频率飘移的问题产生，故芯片内部的频率源产生出的时钟信号，并不如外部晶体振荡器所产生出的参考时钟信号，来得可靠且准确。因此，传统的时钟数据恢复电路在应用上大多还需要额外使用此参考时钟信号来对芯片内部的频率源进行校正，以克服频率飘移的问题。
[0027]然而，本实施例的时钟数据恢复电路I精神在于，做到在无需有额外参考时钟信号的应用下，即时钟产生器10并无接收外参考时钟信号下，可直接根据接收到的数据信号DS的边缘值数量，以自行调整芯片内部的频率源所产生出的时钟信号CLK。也就是说，本实施例的时钟数据恢复电路I能够有效地对内部的时钟信号CLK来进行校正，并且进而使得时钟数据恢复电路I能够进行正常操作。
[0028]值得注意的是，根据以上的教示，本技术领域中具有通常知识者应可理解，本实施例中的时钟数据恢复电路I对于内部的时钟信号CLK进行校正，即表示为了确保接收端能藉此恢复出传送端的时钟，然而接收端是否就会利用此恢复出的时钟来对数据信号DS开始进行取样，本发明并不以此为限制。举例来说，上述校正后的时钟信号CLK，可依据实际需求或应用在进行更细部地调整之后，才开始对数据信号DS来进行取样，总之，本发明并不以此为限制。
[0029]详细来说，请继续参阅图1，本实施例的频率侦测模块12主要是根据接收到的数据信号DS的时钟边缘(clock edge)与一个转换密度值TD之间的关系来进行判断，以判断出目前时钟产生器10所产生出的时钟信号CLK是否合适，或者进一步使得时钟产生器10自行调整至产生出合适的时钟信号CLK。举例来说，若频率侦测模块12判断出目前时钟产生器10所产生出的时钟信号CLK的频率过低，会造成对数据信号DS取样的失真，因此，频率侦测模块12将进一步传输相对应的控制信号CS至时钟产生器10，使得时钟产生器10根据此控制信号CS以相对提高所产生出的时钟信号CLK的频率。
[0030]请参阅图2A，图2A是本发明实施例所提供的数据信号的时钟边缘的示意图。其中，频率侦测模块12主要是根据数据信号DS的上升时钟正缘(rising edge)与下降时钟负缘(falling edge)以统计出数据信号DS的边缘值数量。以图2A为例，在一个单位间隔(unit interval)时间T内，频率侦测模块12可以统计出数据信号DS的上升时钟正缘与下降时钟负缘的总数目为18个，即表示说此数据信号DS的边缘值数量为18。值得注意的是，本发明并不以同时计算有上升时钟正缘与下降时钟负缘为限制，频率侦测模块12亦可以是仅根据有上升时钟正缘(或下降时钟负缘)来进行计算，总之，本发明并不以此为限制。
[0031]另外，根据以上的教示，本技术领域中具有通常知识者应可归纳出其他几种频率侦测模块12计算出数据信号DS的边缘值数量的具体实现方式。请参阅图2B，图2B是本发明另一实施例所提供的数据信号的时钟边缘的示意图。举例来说，频率侦测模块12还可以再经由除法器以对数据信号DS的边缘值数量进行处理，以图2B为例，在一个单位间隔时间T内，频率侦测模块12虽统计出数据信号DS的上升时钟正缘与下降时钟负缘的总数目为18个，但再经过除法器(例N = 4)运算后，使得频率侦测模块12可以将数据信号DS的边缘值数量的总数目调整为5个。总而言之，本发明并不限制频率侦测模块12判断出边缘值数量的详细实现方式，本技术领域中具有通常知识者可依据实际需求或应用来进行设计。
[0032]进一步来说，本实施例中的转换密度值TD即表示为在一单位间隔时间T内数据信号DS的边缘值数量与一个标准时钟信号的边缘值数量的比值。举例来说，请参阅图2C，图2C是本发明实施例所提供的标准时钟信号的时钟边缘的示意图。在一个单位间隔时间T内，若此标准时钟信号的边缘值数量的总数目为24个。请同时复参阅图2A，故可以得知，图2A中的数据信号DS目前的转换密度值TD值即表示为18/24 = 0.75。值得注意的是，本发明并不限制标准时钟信号的时钟边缘的详细实现方式，本技术领域中具有通常知识者可依据实际需求或应用来进行设计。
[0033]另外，一般高速数字数据传输的编码方式皆存在着有一定特殊的编码技巧，其中下述各实施例以应用在Display Port下的8B10B编码为例，其中8B10B编码后的数据信号规定最长的连续正准位或者负准位不可以超过5个。对此，经由大量的统计可以得知，Display Port的物理层信号在使用8B10B编码后，其数据信号的转换密度值TD结果会介于
0.594?0.606之间，即可表示为0.6+/-1% ?因此，可以清楚归纳出，经由8B10B编码后的数据信号，其转换密度值TD应只能在上述范围内变动。
[0034]因此，当接收端接收到来自传送端的数据信号DS，且在已知其数据信号DS的转换密度值TD的结果应维持于0.6+/-1 %的情况下，接收端可以进而推导出其时钟产生器10所应该产生出的时钟信号CLK的频率大小。也就是说，接收端的时钟数据恢复电路I将必须控制其内建的时钟产生器10所产生出的时钟信号CLK，使得接收到的数据信号DS的边缘值数量与时钟产生器10所产生出的时钟信号CLK的边缘值数量的比值，能够满足在其转换密度值TD介于0.6+/-1 %的范围内。
[0035]简单来说，本发明的核心在于，由于时钟数据恢复电路I不仅接收到数据信号DS夕卜，且已知其数据信号DS的转换密度值TD，其中转换密度值TD表示为在一单位间隔时间T内数据信号DS的边缘值数量与一个标准时钟信号的边缘值数量的比值。因此，本发明实施例的时钟数据恢复电路1，在已知道上述三者参数中任两者参数(例如，数据信号DS的边缘值数量与转换密度值TD)的情况下，便可以推导得出第三者参数(例如，标准时钟信号的边缘值数量)，也就是说，时钟数据恢复电路I将有效地控制其内建的时钟产生器10所产生出的时钟信号CLK至相似于此标准时钟信号，以便使得时钟数据恢复电路I可以利用此时钟信号CLK进行正常地操作。
[0036]值得注意的是，本发明实施例是以Display Port规格下8B10B编码后的数据信号的转换密度值TD结果维持于0.6+/-1%之情况为例，但本发明并不限制于Display Port规格或8B10B编码方式，且实际上因应不同的各种编码方式或标准时钟信号，其转换密度值TD并不相同，因此本技术领域中具有通常知识者可依据实际需求或应用来进行设计。本发明实施的时钟数据恢复电路I只需要于使用过程中针对传输规格能事先已知其适用的转换密度值TD即可以推导产生出适当地时钟信号CLK，以对内建的时钟产生器1所产生出的时钟信号CLK进行校正，进而使得此时钟数据恢复电路I能够进行正常地操作。
[0037]另外一方面，为了更进一步说明关于频率侦测模块12的运作流程，本发明进一步提供其频率侦测模块12的一种实施方式，其并非用以限制本发明。请参阅图3，图3是本发明实施例所提供的时钟数据恢复电路的频率侦测模块的功能方块示意图。本例所述的频率侦测模块12可以在图1所示的时钟数据恢复电路I执行，因此请一并照图1与图3以利理解。图3中部分与图1相同的组件以相同的图号标示，因此在此不再详述其细节。
[0038]频率侦测模块12包括边缘侦测单元121以及运算调整单元123。边缘侦测单元121分别接收有来自时钟产生器10的时钟信号CLK，以及来自传送端的数据信号DS。另外，边缘侦测单元121更分别侦测时钟信号CLK与数据信号DS的边缘值数量，以分别产生出对应的第一侦测值Dl与第二侦测值D2。也就是说，第一侦测值Dl表示为时钟信号CLK的上升时钟正缘与下降时钟负缘的总数目，第二侦测值D2表示为数据信号DS的上升时钟正缘与下降时钟负缘的总数目。
[0039]运算调整单元123则用以计算出第一侦测值Dl与第二侦测值D2之间的第一比值Cl，并且比较第一比值Cl与转换密度值TD，以产生出相对应的控制信号CS至时钟产生器10，来藉此提高或降低时钟产生器10所产生出的时钟信号CLK的频率。
[0040]详细来说，如前面所述，频率侦测模块12的核心概念在于，推导出能够满足转换密度值TD特性的时钟信号CLK。也就是说，运算调整单元123中所计算出的第一比值Cl (即为D2/D1)，应该要与已知的转换密度值TD相同。因此，当第一比值Cl与转换密度值TD同样为0.6时，时钟数据恢复电路I可以确保出此时的时钟信号CLK与数据信号DS的频率差异将会小于I %，于是时钟数据恢复电路I便可利用此时的时钟信号CLK来进行正常地操作。
[0041]相反地，当第一比值Cl与转换密度值TD不相同时，时钟数据恢复电路I便不可以利用此时的时钟信号CLK来对数据信号DS进行取样，调整单元123则会产生出相应的控制信号CS以传送至时钟产生器10，使得时钟产生器10根据此控制信号CS以提高或降低产生出的时钟信号CLK的频率。因此，经由控制信号CS以调整后的时钟信号CLK的第一侦测值Dl也会相对有所改变。接着，当运算调整单元123重新计算出调整后的第一侦测值Dl与第二侦测值D2之间的第一比值Cl，与转换密度值TD同样为0.6时，时钟数据恢复电路I则可以确保出此时调整后的时钟信号CLK与数据信号DS的频率差异将会小于1%，于是时钟数据恢复电路I便可利用此时调整后的时钟信号CLK进行正常地操作。
[0042]另外一方面，根据以上的教示，本技术领域中具有通常知识者应可归纳出其中几种频率侦测模块12产生出相对应的控制信号CS的具体实现方式。举例来说，若第一比值Cl大于转换密度值TD时，频率侦测模块12产生出相应的控制信号CS，以用来提高时钟产生器10所产生出的时钟信号CLK的频率。换句话说，由于一开始时的第一比值Cl大于转换密度值TD时，因此受控于控制信号CS的时钟产生器10，将使得其时钟信号CLK的第一侦测值Dl相对提高，以进而使得第一比值Cl降低至与转换密度值TD相等。
[0043]另外，若第一比值Cl小于转换密度值TD时，频率侦测模块12产生出相应的控制信号CS，以用来降低时钟产生器10所产生出的时钟信号CLK的频率。换句话说，于一开始时的第一比值Cl小于转换密度值TD时，因此受控于控制信号CS的时钟产生器10，将使得其时钟信号CLK的第一侦测值Dl相对降低，以进而使得第一比值Cl提高至与转换密度值TD相等。
[0044]由上述内容可知，本发明实施的时钟数据恢复电路I可以藉由频率侦测模块12以对时钟产生器10进行控制，使得时钟产生器10不断地调整其所产生出的时钟信号CLK的频率，以相对改变其时钟信号CLK的边缘值数量(即第一侦测值Dl)来达到满足转换密度值TD的特性。因此，当时钟产生器10所产生出的时钟信号CLK的频率可以稳定到与数据信号DS的频率一致，时钟数据恢复电路I便可以开始使用此时的时钟信号CLK来进行正常地操作。
[0045]除此之外，根据以上的教示，本技术领域中具有通常知识者应可进一步理解出，时钟数据恢复电路I中的时钟产生器10应能藉由已知的转换密度值TD计算出所欲产生的时钟信号CLK的频率，而不需要如图1所示的时钟数据恢复电路I经由不断地调整时钟产生器10过程(例如提高或降低时钟信号CLK的频率)，以达到满足转换密度值TD的特性。举例来说，习知的时钟产生器大多是以倍数的方式来调整其时钟信号CLK的频率，若本发明实施例的时钟数据恢复电路I可以经由计算，直接控制时钟产生器10产生出预想的时钟信号CLK的频率，便可以有效地省去不断地调整时钟信号CLK的过程时间。
[0046]因此，请参阅图4，图4是本发明另一实施例所提供的时钟数据恢复电路的功能方块示意图。相较于图1的时钟数据恢复电路1，图4的时钟数据恢复电路4差异之处在于，时钟数据恢复电路4中内建的时钟产生器40并不需要不断地对于产生出的时钟信号CLK的频率进行调整。简单来说，虽然时钟产生器40的时钟信号CLK具有一定的初始频率，且时钟信号CLK的初始频率并不一定与数据信号DS的频率一致，但时钟产生器40则是可以直接根据来自频率侦测模块42所产生出的频率运算值FS来调整出预想的时钟信号CLK，以致于使得时钟产生器40所产生出的时钟信号CLK的频率可以稳定到与数据信号DS的频率一致。其中，图4中部分与图1相同的组件以相同的图号标示，因此在此不再详述其细节。
[0047]详细来说，时钟数据恢复电路4包括时钟产生器40以及频率侦测模块42。其中频率侦测模块42与时钟产生器40相互耦接。另外，上述各组件可以是整合或是分开设置，总之，本发明并不以此为限制。
[0048]频率侦测模块42用以根据接收到的数据信号DS与转换密度值TD产生出频率运算值FS。时钟产生器40则用以根据接收到的频率运算值FS产生出相对应的时钟信号CLK。其中，本实施例中的转换密度值TD同样表示为在一单位间隔时间T内数据信号DS的边缘值数量与一个标准时钟信号的边缘值数量的比值。
[0049]为了更进一步说明关于频率侦测模块42的运作流程，本发明进一步提供其频率侦测模块42的一种实施方式，其并非用以限制本发明。请参阅图5，图5是本发明另一实施例所提供的时钟数据恢复电路的频率侦测模块的功能方块示意图。本例所述的频率侦测模块42可以在图4所示的时钟数据恢复电路4执行，因此请一并照图4与图5以利理解。图5中部分与图1及图4相同的组件以相同的图号标示，因此在此不再详述其细节。
[0050]频率侦测模块42包括边缘侦测单元421以及运算单元423。可以清楚发现，图5中的边缘侦测单元421用以接收数据信号DS，并且根据数据信号DS的边缘值数量产生出对应的第一侦测值Dl。
[0051]运算单元423则根据第一侦测值Dl与转换密度值TD计算出频率运算值FS，并且将频率运算值FS传送至时钟产生器40。
[0052]为了方便说明，以下同样以应用在Display Port下的8B10B编码(即转换密度值TD为0.6)之例子来作说明。请参阅图6，图6是本发明另一实施例所提供的时钟数据恢复电路的各信号的时钟边缘的示意图。详细来说，初始状态下在一单位间隔时间T内时钟产生器40所产生的时钟信号CLK的边缘值数量为10，而接收到的数据信号DS的边缘值数量为12，故边缘侦测单元421产生出的第一侦测值Dl为12。
[0053]接着，由于时钟数据恢复电路4已知道此数据信号DS的转换密度值TD应为0.6，因此运算单元423可以根据此第一侦测值Dl与转换密度值TD计算出频率运算值FS为12/0.6 = 20。换句话说，运算单元423所计算出的频率运算值FS要等于在一单位间隔时间T内时钟产生器40所产生的时钟信号CLK的边缘值数量。
[0054]由此可知，时钟数据恢复电路4并不能用时钟产生器40在初始状态时所产生的时钟信号CLK的频率(例如，边缘值数量为10)来对此数据信号DS进行取样，时钟产生器40必须将根据接收到的频率运算值FS来调整其产生出的时钟信号CLK的频率(例如，边缘值数量为20)，才可以用来对此数据信号DS进行取样。换句话说，实际上只要将在一单位间隔时间T时钟产生器40所产生的时钟信号CLK的边缘值数量调整与此频率运算值FS相等，即可使得时钟产生器40产生出的时钟信号CLK的频率与数据信号DS的频率稳定到一致。总而言之，上述采用的方式在此仅是用以举例，并非用以限制本发明。
[0055]因此，本实施例的时钟数据恢复电路4可以利用上述计算的方式得到出时钟信号CLK的理想频率，使得时钟产生器40能藉此直接产生出理想频率的时钟信号CLK，而不需要经由不断地调整时钟信号CLK的频率(提高或降低)来达到满足转换密度值TD的特性。对此，相对省去了不少调整时钟信号CLK的过程时间。
[0056]综上所述，本发明实施例所提供的时钟数据恢复电路，可以在省去额外利用有外部参考时钟信号以对时钟信号进行调整的情况下，便能准确地侦测出接收到的数据信号的时钟频率，且藉此以对内建的时钟产生器的时钟信号直接进行调整，进而有效地降低系统架构设计上的成本，以及使得时钟数据恢复电路能够进行正常操作。
[0057]另外一方面，本发明的核心概念可进一步延伸应用于芯片内部频率源的校正。如前面所述，芯片内部的频率源容易受到半导体制程、温度与电压变异等影响，而导致有频率飘移的问题产生。然而，本发明实施例所提供的时钟数据恢复电路已知道有此数据信号的转换密度值，其中此转换密度值趋近于一固定值，也就是说代表在一段时间内数据信号的边缘值数量趋近于固定。因此，本技术领域中具有通常知识者应可理解出利用同样的转换密度值机制来进行芯片内部频率源的校正。
[0058]为了更进一步说明关于时钟数据恢复电路的运作流程，本发明进一步提供其频率侦测方法的一种实施方式。请参阅图7，图7是本发明实施例所提供的频率侦测方法的流程示意图。本例所述的方法可以在图1与图3所示的时钟数据恢复电路I执行，因此请一并照图1与图3以利理解。另外，详细步骤流程如前述实施例所述，于此仅作概述而不再多加冗述。
[0059]首先，在步骤S701中，利用时钟产生器产生出时钟信号。在步骤S703中，利用频率侦测模块根据转换密度值与接收到的数据信号产生出控制信号，并且将此控制信号传输至时钟产生器，以藉此提高或降低时钟产生器所产生出的时钟信号的频率。换句话说，时钟产生器将受控于此控制信号以提高或降低所产生出的时钟信号CLK的频率。
[0060]另外一方面，为了更进一步说明关于步骤S703产生出控制信号的技术手段，以下将详述步骤S703内的其中一种详细实现方式，其并非用以限制本发明。请参阅图8，图8是本发明另一实施例所提供的频率侦测方法中产生出控制信号的流程示意图。图8与中部分与图7相同的流程步骤以相同的图号标示，因此在此不再详述其细节。
[0061]请同时参阅图7与图8，步骤S703包括有步骤S801?步骤S803。首先，在步骤S801中，利用边缘侦测单元接收时钟信号与数据信号，并且根据时钟信号与数据信号的边缘值数量，分别产生出对应的第一侦测值与第二侦测值。在步骤S803中，利用运算调整单元计算第一侦测值与第二侦测值之间的第一比值，并且比较第一比值与转换密度值，以产生出相对应的控制信号。
[0062]另外一方面，请参阅图9，图9是本发明另一实施例所提供的频率侦测方法的流程示意图。图10实施例所述的方法可以在图4与图5所示的时钟数据恢复电路4执行，因此请一并照图4与图5以利理解。另外，详细步骤流程如前述实施例所述，于此仅作概述而不再多加冗述。相较于图7的频率侦测方法，图9的频率侦测方法可以利用计算的方式得到出时钟信号的理想频率，使得时钟数据恢复电路内建的时钟产生器能藉此直接产生出理想频率的时钟信号，相对省去了不少调整时钟信号的过程时间。
[0063]首先，在步骤S901中，利用频率侦测模块，根据转换密度值与接收到的数据信号产生出频率运算值。在步骤S903中，利用时钟产生器，根据接收到的频率运算值产生出时钟信号，其中产生出的时钟信号的频率与数据信号的频率一致。
[0064]为了更进一步说明关于步骤S901产生出频率运算值的技术手段，以下将详述步骤S901内的其中一种详细实现方式，其并非用以限制本发明。请参阅图10，图10是本发明另一实施例所提供的频率侦测方法中产生出频率运算值的流程示意图。图10与中部分与图9相同的流程步骤以相同的图号标示，因此在此不再详述其细节。
[0065]首先，在步骤SlOl中，利用边缘侦测单元接收数据信号，并且根据数据信号的边缘值数量，产生出对应的第一侦测值。在步骤S103中，利用运算单元，根据第一侦测值与转换密度值计算出频率运算值，并且将频率运算值传送至时钟产生器。
[0066]综合以上所述，本发明实施例所提供的时钟数据恢复电路及其频率侦测方法，可以在省去额外利用有外部参考时钟信号以对时钟信号进行调整的情况下，便能准确地侦测出接收到的数据信号的时钟频率，且藉此以对内建的时钟产生器的时钟信号直接进行校正调整，进而有效地降低系统架构设计上的成本，以及使得时钟数据恢复电路能够进行正常地操作。
[0067]以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的专利范围。
[0068]【符号说明】
[0069]1、4:时钟数据恢复电路
[0070]10、40:时钟产生器
[0071]12、42:频率侦测模块
[0072]121、421:边缘侦测单元
[0073]Dl:第一侦测值
[0074]D2:第二侦测值
[0075]123:运算调整单元
[0076]423:运算单元
[0077]CLK:时钟信号
[0078]DS:数据信号
[0079]CS:控制信号
[0080]FS:频率运算值
[0081]T:单位间隔时间
[0082]S701 ?S703、S801 ?S803、S901 ?S903、SlOl ?S103:流程步骤。
【主权项】
1.一种时钟数据恢复电路，包括: 一时钟产生器，用以产生一时钟信号；以及 一频率侦测模块，耦接于该时钟产生器，且该频率侦测模块根据一转换密度值与接收到的一数据信号产生一控制信号至该时钟产生器； 其中该时钟产生器受控于该控制信号以提高或降低所产生的该时钟信号的频率。2.根据权利要求1所述的时钟数据恢复电路，其中该转换密度值为在一单位间隔时间内该数据信号的边缘值数量与一标准时钟信号的边缘值数量的比值，其中该数据信号的边缘值数量包括正边缘值数量以及负边缘数量，且该标准时钟信号的边缘值数量包括正边缘值数量以及负边缘数量。3.根据权利要求2所述的时钟数据恢复电路，其中该频率侦测模块包括: 一边缘侦测单元，用以接收该时钟信号与该数据信号，并且根据该时钟信号的边缘值数量产生一第一侦测值以及该数据信号的边缘值数量产生一第二侦测值；以及 一运算调整单元，用以计算该第一侦测值与该第二侦测值之间的一第一比值，并且比较该第一比值与该转换密度值，以产生出相对应的该控制信号。4.根据权利要求3所述的时钟数据恢复电路，其中若该第一比值大于该转换密度值时，该频率侦测模块所产生出的该控制信号是控制该时钟产生器以提高所产生出的该时钟信号的频率。5.根据权利要求3所述的时钟数据恢复电路，其中若该第一比值小于该转换密度值时，该频率侦测模块所产生出的该控制信号是控制该时钟产生器以降低所产生出的该时钟信号的频率。6.根据权利要求1所述的时钟数据恢复电路，其中该时钟产生器不接收一外部参考时钟信号。7.—种时钟数据恢复电路，包括: 一频率侦测模块，根据一转换密度值与接收到的一数据信号产生一频率运算值；以及 一时钟产生器，耦接于该频率侦测模块，且该时钟产生器根据接收到的该频率运算值产生相对应的一时钟信号，其中该时钟信号的频率与该数据信号的频率一致。8.根据权利要求7所述的时钟数据恢复电路，其中该转换密度值为在一单位间隔时间内该数据信号的边缘值数量与一标准时钟信号的边缘值数量的比值，其中该数据信号的边缘值数量包括正边缘值数量以及负边缘数量，且该标准时钟信号的边缘值数量包括正边缘值数量以及负边缘数量。9.根据权利要求8所述的时钟数据恢复电路，其中该频率侦测模块包括: 一边缘侦测单元，用以接收该数据信号，并且根据该数据信号的边缘值数量产生一第一侦测值；以及 一运算单元，根据该第一侦测值与该转换密度值计算出该频率运算值，并且将该频率运算值传送至该时钟产生器。10.根据权利要求9所述的时钟数据恢复电路，其中该频率侦测模块计算出的该频率运算值等于在该单位间隔时间内该时钟产生器所产生出的该时钟信号的边缘值数量。11.根据权利要求7所述的时钟数据恢复电路，其中该时钟产生器不接收一外部参考时钟信号。12.—种频率侦测方法，适用于一时钟数据恢复电路，其中该时钟数据恢复电路包括一时钟产生器与一频率侦测模块，且该频率侦测方法包括: 利用该时钟产生器产生一时钟信号；以及 利用该频率侦测模块根据一转换密度值与接收到的一数据信号产生一控制信号至该时钟产生器； 其中该时钟产生器受控于该控制信号以提高或降低所产生的该时钟信号的频率。13.根据权利要求12所述的频率侦测方法，其中该转换密度值为在一单位间隔时间内该数据信号的边缘值数量与一标准时钟信号的边缘值数量的比值，其中该数据信号的边缘值数量包括正边缘值数量以及负边缘数量，且该标准时钟信号的边缘值数量包括正边缘值数量以及负边缘数量。14.根据权利要求13所述的频率侦测方法，其中该频率侦测模块包括一边缘侦测单元与一运算调整单元，且该频率侦测方法包括: 利用该边缘侦测单元接收该时钟信号与该数据信号，并且根据该时钟信号的边缘值数量产生一第一侦测值以及该数据信号的边缘值数量产生一第二侦测值；以及 利用该运算调整单元计算该第一侦测值与该第二侦测值之间的一第一比值，并且比较该第一比值与该转换密度值，以产生出相对应的该控制信号。15.根据权利要求14所述的频率侦测方法，其中若该第一比值大于该转换密度值时，该频率侦测模块所产生出的该控制信号是控制该时钟产生器以提高所产生出的该时钟信号的频率。16.根据权利要求14所述的频率侦测方法，其中若该第一比值小于该转换密度值时，该频率侦测模块所产生出的该控制信号是控制该时钟产生器以降低所产生出的该时钟信号的频率。17.根据权利要求12所述的频率侦测方法，其中该时钟产生器不接收一外部参考时钟信号。18.—种频率侦测方法，适用于一时钟数据恢复电路，其中该时钟数据恢复电路包括一频率侦测模块与一时钟产生器，且该频率侦测方法包括: 利用该频率侦测模块，根据一转换密度值与接收到的一数据信号产生一频率运算值；以及 利用该时钟产生器，根据接收到的该频率运算值产生相对应的一时钟信号，其中该时钟信号的频率与该数据信号的频率一致。19.根据权利要求18所述的频率侦测方法，其中该转换密度值为在一单位间隔时间内该数据信号的边缘值数量与一标准时钟信号的边缘值数量的比值，其中该数据信号的边缘值数量包括正边缘值数量及负边缘数量，该标准时钟信号的边缘值数量包括正边缘值数量及负边缘数量。20.根据权利要求19所述的频率侦测方法，其中该频率侦测模块包括一边缘侦测单元与一运算单元，且该频率侦测方法包括: 利用该边缘侦测单元接收该数据信号，并且根据该数据信号的边缘值数量产生一第一侦测值；以及 利用该运算单元，根据该第一侦测值与该转换密度值计算出该频率运算值，并且将该频率运算值传送至该时钟产生器。21.根据权利要求20所述的频率侦测方法，其中该频率侦测模块计算出的该频率运算值等于在该单位间隔时间内该时钟产生器所产生出的该时钟信号的边缘值数量。22.根据权利要求18所述的频率侦测方法，其中该时钟产生器不接收一外部参考时钟信号。
【文档编号】H03L7/08GK105871370SQ201510027421
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年1月20日
【发明人】张丰证, 郑晓国
【申请人】瑞昱半导体股份有限公司