专利名称：扩频时钟信号检测系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种信号检测系统及方法，尤指一种用于检测高速串行数据传输系统中是否存在扩频时钟信号的扩频时钟信号检测系统及方法。
背景技术：
电磁干扰(EMI, Electromagnetic hterference)，有传导干扰和辐射干扰两种。 传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络。在高速电路板及系统设计中，高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源， 能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。因此，降低电磁干扰是电子系统设计人员需要考虑的一个重要因素。在高速串行数据传输系统中，为了有效降低EMI辐射，往往会使用扩频时钟电路来降低EMI辐射。但是，在使用扩频时钟电路来降低EMI辐射的同时，由于高速串行数据传输系统工作于变化的频率，大大增加了接收端接收数据的难度，因此接收端有必要对发送端发送的数据进行验证。而扩频时钟电路能够准确、快速的验证发送端发送的数据是否正确、是否符合数据发送协议，便于错误定位，并可以根据扩频时钟电路输出的扩频时钟信号合理调整系统参数，在各种数据收发协议下始终工作于最佳状态，调节时钟数据恢复电路工作于最佳参数。因此有必要提供一种用于检测高速串行数据传输系统中是否存在扩频时钟信号的扩频时钟信号检测系统及方法。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种用于检测高速串行数据传输系统中是否存在扩频时钟信号的扩频时钟信号检测系统及方法。一种扩频时钟信号检测系统，用于检测一高速串行数据传输系统中是否存在一扩频时钟信号，所述扩频时钟信号检测系统包括一用于输入所述扩频时钟信号的扩频时钟信号输入端、一用于输入一参考时钟信号的参考时钟信号输入端、一与所述扩频时钟信号输入端及所述参考时钟信号输入端相连用于检测所述扩频时钟信号与所述参考时钟信号之间是否有频差的频差检测模块、一与所述扩频时钟信号输入端、所述参考时钟信号输入端及所述频差检测模块相连用于判断所述扩频时钟信号的频率与所述参考时钟信号的频率高低的扩频脉冲检测模块、一与所述扩频脉冲检测模块相连用于计算所述扩频时钟信号的频率与所述参考时钟信号的频率之间差值的扩频量计算模块、一与所述扩频量计算模块相连用于输入一扩频量参考时钟的扩频量参考输入端及一与所述扩频量计算模块相连用于输出一包含扩频量大小及方向信息的输出信号的输出模块，所述扩频时钟信号检测系统根据所述输出模块输出信号的扩频量大小及方向信息判断是否存在扩频时钟信号。一种扩频时钟信号检测方法，用于检测一高速串行数据传输系统中是否存在一扩频时钟信号，包括以下步骤一扩频时钟信号输入端输入一扩频时钟信号至一频差检测模块及一扩频脉冲检测模块，一参考时钟信号输入端输入一参考时钟信号至所述频差检测模块及所述扩频脉冲检测模块；
所述频差检测模块检测所述扩频时钟信号与所述参考时钟信号之间是否有频差，如果有频差，则进入下一步；
所述频差检测模块输出一时钟频差指示脉冲至所述扩频脉冲检测模块，一扩频量参考输入端输入一扩频量参考时钟至一扩频量计算模块；
所述扩频脉冲检测模块判断所述扩频时钟信号的频率与所述参考时钟信号的频率的高低，并输出一扩频量信息至所述扩频量计算模块；
所述扩频量计算模块根据接收的扩频量信息及所述扩频量参考时钟计算出所述扩频时钟信号的频率与所述参考时钟信号的频率之间的差值；及
一输出模块根据所述扩频量计算模块输出的差值信号输出一包含扩频量大小及方向信息的输出信号，根据所述输出信号的扩频量大小及方向信息判断是否存在扩频时钟信号。相对现有技术，本发明扩频时钟信号检测系统及方法能够快速检测出高速串行数据传输系统中是否存在扩频时钟信号，进一步准确、快速的验证发送端发送的数据是否正确，调节时钟数据恢复电路工作于最佳参数，从而有效降低EMI辐射，本发明结构简单，且使用方便。
图1为本发明扩频时钟信号检测系统较佳实施方式的系统框图。图2至图4为本发明扩频时钟信号检测系统较佳实施方式中频差检测模块的工作原理状态示意图。图5为本发明扩频时钟信号检测系统较佳实施方式中扩频脉冲检测模块的工作原理示意图。图6为本发明扩频时钟信号检测系统较佳实施方式中扩频量计算模块的工作原理示意图。图7为本发明扩频时钟信号检测方法较佳实施方式的流程图。
具体实施例方式请参阅图1，本发明扩频时钟信号检测系统较佳实施方式包括一扩频时钟信号输入端、一参考时钟信号输入端、一与该扩频时钟信号输入端及该参考时钟信号输入端相连的频差检测模块、一与该扩频时钟信号输入端、该参考时钟信号输入端及该频差检测模块相连的扩频脉冲检测模块、一与该扩频脉冲检测模块相连的扩频量计算模块、一与该扩频量计算模块相连的扩频量参考输入端及一与该扩频量计算模块相连的输出模块。该扩频时钟信号输入端用于输入一扩频时钟信号；该参考时钟信号输入端用于输入一参考时钟信号；该频差检测模块用于检测该扩频时钟信号输入端输入的扩频时钟信号与该参考时钟信号输入端输入的参考时钟信号之间是否有频差；该扩频脉冲检测模块根据该频差检测模块输出的脉冲信号，判断该扩频时钟信号输入端输入的扩频时钟信号的频率与该参考时钟信号输入端输入的参考时钟信号的频率的高低，并输出一正扩频量信息或一负扩频量信息至该扩频量计算模块；该扩频量参考输入端用于输入一扩频量参考时钟；该扩频量计算模块根据接收的扩频量信息及扩频量参考时钟计算出该扩频时钟信号输入端输入的扩频时钟信号的频率与该参考时钟信号输入端输入的参考时钟信号的频率之间的差值；该输出模块根据接收的差值信号输出一包含扩频量大小及方向信息的输出信号，根据该输出信号的扩频量大小及方向信息可以判断是否存在扩频时钟信号。请同时参阅图2至图4，图2至图4为本发明扩频时钟信号检测系统较佳实施方式中频差检测模块的工作原理状态示意图。假设该频差检测模块为一有限位深先进先出寄存器，且该扩频时钟信号输入端输入的扩频时钟信号与该参考时钟信号输入端输入的参考时钟信号分别异步控制该有限位深先进先出寄存器的入栈与出栈行为。当该频差检测模块上电工作时，首先进入图2所示的半满状态，根据该扩频时钟信号输入端输入的扩频时钟信号与该参考时钟信号输入端输入的参考时钟信号之间是否有频差，分别有以下几种响应(1)当该扩频时钟信号输入端输入的扩频时钟信号与该参考时钟信号输入端输入的参考时钟信号之间无频差时，请参阅图2，该有限位深先进先出寄存器单位时间内入栈次数等于单位时间内出栈次数，该有限位深先进先出寄存器保持半满状态；(2)当该扩频时钟信号输入端输入的扩频时钟信号的频率大于该参考时钟信号输入端输入的参考时钟信号的频率时，请参阅图3，该有限位深先进先出寄存器单位时间内入栈次数大于单位时间内出栈次数，该有限位深先进先出寄存器栈将被写满，即栈指针位于栈顶，当再来一新的入栈指示时，将输出一时钟频差指示脉冲，该有限位深先进先出寄存器被复位至图2所示的半满状态；(3)当该扩频时钟信号输入端输入的扩频时钟信号的频率小于该参考时钟信号输入端输入的参考时钟信号的频率时，请参阅图4，该有限位深先进先出寄存器单位时间内入栈次数小于单位时间内出栈次数，该有限位深先进先出寄存器栈将被读空，即栈指针位于栈底， 当再来一新的出栈指示时，也将输出一时钟频差指示脉冲，该有限位深先进先出寄存器被复位至图2所示的半满状态。该频差检测模块根据上述工作原理检测出该扩频时钟信号输入端输入的扩频时钟信号与该参考时钟信号输入端输入的参考时钟信号之间是否有频差， 当有频差时，输出时钟频差指示脉冲至该扩频脉冲检测模块，该扩频脉冲检测模块判断该扩频时钟信号输入端输入的扩频时钟信号的频率与该参考时钟信号输入端输入的参考时钟信号的频率的高低，并输出一正扩频量信息或一负扩频量信息至该扩频量计算模块，该扩频量计算模块根据接收的扩频量信息及该扩频量参考输入端输入的扩频量参考时钟计算出该扩频时钟信号输入端输入的扩频时钟信号的频率与该参考时钟信号输入端输入的参考时钟信号的频率之间的差值，该输出模块根据接收的差值信号输出包含扩频量大小及方向信息的输出信号，根据该输出信号的扩频量大小及方向信息判断是否存在扩频时钟信号；当没有频差时，输出一空闲指示信号至该扩频脉冲检测模块，使得该扩频脉冲检测模块保持当前状态。请参阅图5，图5为本发明扩频时钟信号检测系统较佳实施方式中扩频脉冲检测模块的工作原理示意图。该扩频脉冲检测模块包括一参考时钟计数器及一扩频时钟计数器，该参考时钟计数器对该参考时钟信号输入端输入的参考时钟信号进行计数，并输出一计数结果Nref，该扩频时钟计数器对该扩频时钟信号输入端输入的扩频时钟信号进行计数，并输出一计数结果Nssc。当NSSC<Nref时，该扩频脉冲检测模块输出一负扩频量信息，当NSSC>Nref时，该扩频脉冲检测模块输出一正扩频量信息。请参阅图6，图6为本发明扩频时钟信号检测系统较佳实施方式中扩频量计算模块的工作原理示意图。假设该扩频脉冲检测模块输出一负扩频量信息至该扩频量计算模块，该扩频量参考输入端输入一低速的用于量化扩频周期的扩频量参考时钟，对该扩频脉冲检测模块输出的负扩频量进行计数，在电平转换时刻将该轮计数结果写入一寄存器，通过读取寄存器内扩频时钟的周期与大小，计算出该扩频时钟信号输入端输入的扩频时钟信号的频率与该参考时钟信号输入端输入的参考时钟信号的频率之间的差值，从而产生扩频量输出信号，并得到图6所示的输出扩频时钟特性的示意图。该输出模块根据接收的差值信号，通过将输出扩频时钟特性与输入扩频时钟特性进行对比，输出一包含扩频量大小及方向信息的输出信号，根据该输出信号的扩频量大小及方向信息可以判断是否存在扩频时钟信号。本发明扩频时钟信号检测系统较佳实施方式的工作原理如下
该扩频时钟信号输入端输入一扩频时钟信号至该频差检测模块及该扩频脉冲检测模块，该参考时钟信号输入端输入一参考时钟信号至该频差检测模块及该扩频脉冲检测模块，该扩频量参考输入端输入一扩频量参考时钟至该扩频量计算模块；该频差检测模块检测该扩频时钟信号输入端输入的扩频时钟信号与该参考时钟信号输入端输入的参考时钟信号之间是否有频差，如果有频差，则输出一时钟频差指示脉冲至该扩频脉冲检测模块，如果没有频差，则输出一空闲指示信号至该扩频脉冲检测模块；当该扩频脉冲检测模块收到该频差检测模块输出的时钟频差指示脉冲时，判断该扩频时钟信号输入端输入的扩频时钟信号的频率与该参考时钟信号输入端输入的参考时钟信号的频率的高低，并输出一正扩频量信息或一负扩频量信息至该扩频量计算模块，当该扩频脉冲检测模块收到该频差检测模块输出的空闲指示信号时，则该扩频脉冲检测模块保持当前状态；该扩频量计算模块根据接收的扩频量信息及该扩频量参考输入端输入的扩频量参考时钟计算出该扩频时钟信号输入端输入的扩频时钟信号的频率与该参考时钟信号输入端输入的参考时钟信号的频率之间的差值；该输出模块根据接收的差值信号输出包含扩频量大小及方向信息的输出信号，根据该输出信号的扩频量大小及方向信息判断是否存在扩频时钟信号。请参阅图7，本发明扩频时钟信号检测方法较佳实施方式包括以下步骤 步骤一，扩频时钟信号输入端输入扩频时钟信号至频差检测模块及扩频脉冲检测模
块，参考时钟信号输入端输入参考时钟信号至频差检测模块及扩频脉冲检测模块。步骤二，频差检测模块检测扩频时钟信号输入端输入的扩频时钟信号与参考时钟信号输入端输入的参考时钟信号之间是否有频差，如果有频差，则进入下一步；如果没有频差，则输出空闲指示信号至扩频脉冲检测模块，使得扩频脉冲检测模块保持当前状态。步骤三，频差检测模块输出时钟频差指示脉冲至扩频脉冲检测模块，且扩频量参考输入端输入扩频量参考时钟至扩频量计算模块。步骤四，扩频脉冲检测模块判断扩频时钟信号输入端输入的扩频时钟信号的频率与参考时钟信号输入端输入的参考时钟信号的频率的高低，并输出正扩频量信息或负扩频量信息的扩频量信息至扩频量计算模块。步骤五，扩频量计算模块根据接收的扩频量信息及扩频量参考输入端输入的扩频量参考时钟计算出扩频时钟信号输入端输入的扩频时钟信号的频率与参考时钟信号输入端输入的参考时钟信号的频率之间的差值。步骤六，输出模块根据接收的差值信号输出包含扩频量大小及方向信息的输出信号，根据该输出信号的扩频量大小及方向信息判断是否存在扩频时钟信号。本发明扩频时钟信号检测系统及方法能够快速检测出高速串行数据传输系统中是否存在扩频时钟信号，进一步准确、快速的验证发送端发送的数据是否正确，调节时钟数据恢复电路工作于最佳参数，从而有效降低EMI辐射，本发明结构简单，且使用方便。
权利要求
1.一种扩频时钟信号检测系统，用于检测一高速串行数据传输系统中是否存在一扩频时钟信号，其特征在于所述扩频时钟信号检测系统包括一用于输入所述扩频时钟信号的扩频时钟信号输入端、一用于输入一参考时钟信号的参考时钟信号输入端、一与所述扩频时钟信号输入端及所述参考时钟信号输入端相连用于检测所述扩频时钟信号与所述参考时钟信号之间是否有频差的频差检测模块、一与所述扩频时钟信号输入端、所述参考时钟信号输入端及所述频差检测模块相连用于判断所述扩频时钟信号的频率与所述参考时钟信号的频率高低的扩频脉冲检测模块、一与所述扩频脉冲检测模块相连用于计算所述扩频时钟信号的频率与所述参考时钟信号的频率之间差值的扩频量计算模块、一与所述扩频量计算模块相连用于输入一扩频量参考时钟的扩频量参考输入端及一与所述扩频量计算模块相连用于输出一包含扩频量大小及方向信息的输出信号的输出模块，所述扩频时钟信号检测系统根据所述输出模块输出信号的扩频量大小及方向信息判断是否存在扩频时钟信号。
2.如权利要求1所述的扩频时钟信号检测系统，其特征在于所述扩频脉冲检测模块判断所述扩频时钟信号的频率与所述参考时钟信号的频率的高低，并输出一扩频量信息至所述扩频量计算模块，所述扩频量信息为一正扩频量信息或一负扩频量信息。
3.如权利要求1所述的扩频时钟信号检测系统，其特征在于所述扩频脉冲检测模块包括一用于对所述参考时钟信号进行计数的参考时钟计数器及一用于对所述扩频时钟信号进行计数的扩频时钟计数器，所述扩频脉冲检测模块通过比较所述参考时钟计数器与所述扩频时钟计数器的计数结果，输出一扩频量信息至所述扩频量计算模块。
4.如权利要求1所述的扩频时钟信号检测系统，其特征在于所述频差检测模块为一有限位深先进先出寄存器，所述扩频时钟信号输入端输入的扩频时钟信号与所述参考时钟信号输入端输入的参考时钟信号分别异步控制所述有限位深先进先出寄存器的入栈与出栈行为。
5.如权利要求4所述的扩频时钟信号检测系统，其特征在于当所述频差检测模块检测出所述扩频时钟信号与所述参考时钟信号之间有频差时，所述频差检测模块输出一时钟频差指示脉冲至所述扩频脉冲检测模块。
6.如权利要求4所述的扩频时钟信号检测系统，其特征在于当所述频差检测模块检测出所述扩频时钟信号与所述参考时钟信号之间没有频差时，所述频差检测模块输出一空闲指示信号至所述扩频脉冲检测模块，使得所述扩频脉冲检测模块保持当前状态。
7.—种扩频时钟信号检测方法，用于检测一高速串行数据传输系统中是否存在一扩频时钟信号，包括以下步骤一扩频时钟信号输入端输入一扩频时钟信号至一频差检测模块及一扩频脉冲检测模块，一参考时钟信号输入端输入一参考时钟信号至所述频差检测模块及所述扩频脉冲检测模块；所述频差检测模块检测所述扩频时钟信号与所述参考时钟信号之间是否有频差，如果有频差，则进入下一步；所述频差检测模块输出一时钟频差指示脉冲至所述扩频脉冲检测模块，一扩频量参考输入端输入一扩频量参考时钟至一扩频量计算模块；所述扩频脉冲检测模块判断所述扩频时钟信号的频率与所述参考时钟信号的频率的高低，并输出一扩频量信息至所述扩频量计算模块；所述扩频量计算模块根据接收的扩频量信息及所述扩频量参考时钟计算出所述扩频时钟信号的频率与所述参考时钟信号的频率之间的差值；及一输出模块根据所述扩频量计算模块输出的差值信号输出一包含扩频量大小及方向信息的输出信号，根据所述输出信号的扩频量大小及方向信息判断是否存在扩频时钟信号。
8.如权利要求7所述的扩频时钟信号检测方法，其特征在于当所述频差检测模块检测所述扩频时钟信号与所述参考时钟信号之间没有频差时，则输出一空闲指示信号至所述扩频脉冲检测模块，使得所述扩频脉冲检测模块保持当前状态。
9.如权利要求7所述的扩频时钟信号检测方法，其特征在于所述扩频脉冲检测模块包括一用于对所述参考时钟信号进行计数的参考时钟计数器及一用于对所述扩频时钟信号进行计数的扩频时钟计数器，所述扩频脉冲检测模块通过比较所述参考时钟计数器与所述扩频时钟计数器的计数结果，输出所述扩频量信息至所述扩频量计算模块，所述扩频量信息为一正扩频量信息或一负扩频量信息。
10.如权利要求7所述的扩频时钟信号检测方法，其特征在于所述频差检测模块为一有限位深先进先出寄存器，所述扩频时钟信号输入端输入的扩频时钟信号与所述参考时钟信号输入端输入的参考时钟信号分别异步控制所述有限位深先进先出寄存器的入栈与出栈行为。
全文摘要
一种扩频时钟信号检测系统，包括一扩频时钟信号输入端、一参考时钟信号输入端、一与所述扩频时钟信号输入端及所述参考时钟信号输入端相连的频差检测模块、一与所述扩频时钟信号输入端、所述参考时钟信号输入端及所述频差检测模块相连的扩频脉冲检测模块、一与所述扩频脉冲检测模块相连的扩频量计算模块、一与所述扩频量计算模块相连的扩频量参考输入端及一与所述扩频量计算模块相连的输出模块，所述扩频时钟信号检测系统根据所述输出模块输出信号的扩频量大小及方向信息判断是否存在扩频时钟信号。本发明还提供一种扩频时钟信号检测方法。本发明结构简单，且使用方便。
文档编号H04B17/00GK102404062SQ20111039385
公开日2012年4月4日 申请日期2011年12月2日 优先权日2011年12月2日
发明者张子澈 申请人:四川和芯微电子股份有限公司