專利名稱：基于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)多時鐘采樣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中時鐘采樣的方法，尤其涉及的是，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中多時鐘數(shù)據(jù)采樣技術(shù)的實現(xiàn)。
背景技術(shù)：
隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)的傳輸速率日益提高，數(shù)據(jù)鏈路的拓撲結(jié)構(gòu)也日益復(fù)雜，從而引發(fā)了高速數(shù)字設(shè)計的各種問題。傳輸速率的提高意味著器件工作頻率的提高，器件的上升時間縮短，造成信號的反射、過沖嚴(yán)重，信號質(zhì)量惡化，信號完整性和時序不再滿足系統(tǒng)要求，導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定。同時，由于系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)復(fù)雜，當(dāng)系統(tǒng)配置發(fā)生變化，或者環(huán)境條件如溫度、濕度等發(fā)生變化時，數(shù)據(jù)和時鐘的抖動很大，而且這種信號質(zhì)量的惡化，很難通過端接匹配等技術(shù)克服，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)采樣不可靠，降低系統(tǒng)性能，甚至導(dǎo)致通信鏈路中斷，系統(tǒng)癱瘓。
經(jīng)過測試，當(dāng)數(shù)據(jù)鏈路拓撲結(jié)構(gòu)復(fù)雜時，時序讀寫建立時間和保持時間不足，是造成接收信號錯誤采樣的主要原因，即無論采用接收時鐘的上升沿或者下降沿對接收數(shù)據(jù)進行采樣，都存在建立時間或者保持時間不足的情況，導(dǎo)致接收數(shù)據(jù)被錯誤采樣。
因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，而有待于改進和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)多時鐘采樣的方法，針對高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中拓撲復(fù)雜的數(shù)據(jù)鏈路，采用多時鐘采樣和判決技術(shù)，彌補拓撲復(fù)雜帶來的信號時序和完整性方面的不足，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路的可靠傳輸，即以適當(dāng)提高系統(tǒng)工作頻率為代價，克服信號時序和完整性缺陷造成的系統(tǒng)不穩(wěn)定，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種基于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)多時鐘采樣的方法，其包括以下步驟a)當(dāng)系統(tǒng)啟動后，鏈路狀態(tài)為校驗錯誤狀態(tài)的初始狀態(tài)，鏈路選擇為初始默認選擇，并輸出該條鏈路數(shù)據(jù)；b)采用零相移和π/2相移的2倍頻時鐘的上升沿和下降沿對接收數(shù)據(jù)進行過采樣，得到4條鏈路接收數(shù)據(jù)；c)不斷對4條鏈路接收數(shù)據(jù)進行校驗判決，循環(huán)判斷4條鏈路的狀態(tài)指示，直到某一鏈路的接收數(shù)據(jù)判決正確，則鏈路狀態(tài)為校驗正確狀態(tài)，選擇該鏈路的數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)。
所述的方法，其中，所述方法還包括以下步驟d)如果4條鏈路接收數(shù)據(jù)沒有任何一條鏈路判決正確，則返回所述步驟b)，鏈路狀態(tài)保持校驗錯誤狀態(tài)，輸出鏈路選擇保持不變；e)當(dāng)鏈路為校驗正確狀態(tài)時，如果當(dāng)前鏈路接收數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤，則返回所述步驟b)，鏈路狀態(tài)為校驗錯誤狀態(tài)，鏈路選擇保持原鏈路；如果當(dāng)前鏈路一直保持校驗正確狀態(tài)，則重復(fù)所述步驟e)，鏈路狀態(tài)保持為校驗正確狀態(tài)，輸出鏈路選擇保持不變。
所述的方法，其中，所述校驗判決方式采用固定幀頭和串行奇偶檢驗技術(shù)，不斷對4條鏈路接收數(shù)據(jù)進行校驗判決。
本發(fā)明所提供的一種基于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)多時鐘采樣的方法，經(jīng)過分析和測試，在系統(tǒng)工作頻率提高2倍的前提下，可以有效克服傳輸速率高、拓撲結(jié)構(gòu)復(fù)雜帶來的讀寫時序緊張問題，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸，提高系統(tǒng)效率，同時也大大降低系統(tǒng)的成本。


下面結(jié)合附圖，詳細說明本發(fā)明的工作原理。
圖1示出了在理想情況下采用時鐘上升沿對接收數(shù)據(jù)采樣的時序圖；圖2示出了接收數(shù)據(jù)時序不滿足系統(tǒng)要求的時序圖；圖3示出了采用單個倍頻時鐘對接收數(shù)據(jù)采樣的時序圖；圖4示出了本發(fā)明方法的多時鐘采樣技術(shù)工作流程圖；圖5示出了本發(fā)明方法采用多時鐘對接收數(shù)據(jù)進行采樣的時序圖。
具體實施例方式
以下將詳細描述本發(fā)明方法。
與傳統(tǒng)采用單個倍頻時鐘的采樣技術(shù)相比，多時鐘采樣技術(shù)要求的系統(tǒng)工作頻率較低，因為采用單個倍頻時鐘對接收數(shù)據(jù)進行過采樣時，倍頻時鐘頻率應(yīng)為接收數(shù)據(jù)頻率的N倍(其中N≥4)。因此，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速率較高時，系統(tǒng)的工作頻率比較高。而本發(fā)明采用多時鐘采樣方案，在倍頻時鐘頻率提高2倍的條件下，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠讀寫，提高系統(tǒng)效率，同時也大大降低系統(tǒng)的成本。
本發(fā)明方法提出的多時鐘采樣技術(shù)，首先對接收時鐘進行鎖相、2倍頻以及移相處理，得出兩路2倍頻、相位相差π/2的采樣時鐘。采用兩路2倍頻時鐘的上升沿和下降沿，同時對接收數(shù)據(jù)進行采樣，從而得出4路采樣數(shù)據(jù)。通過特殊的數(shù)據(jù)判決技術(shù)，如通過幀頭和串行奇偶校驗的判決技術(shù)，從4路采樣數(shù)據(jù)中選擇正確的數(shù)據(jù)輸出，在盡可能降低系統(tǒng)工作頻率的前提下，實現(xiàn)接收數(shù)據(jù)的可靠采樣。
本發(fā)明所述的多時鐘采樣技術(shù)的實現(xiàn)方法，其步驟是1、當(dāng)系統(tǒng)啟動后，鏈路狀態(tài)為初始狀態(tài)(校驗錯誤狀態(tài))，鏈路選擇為初始默認選擇，并輸出該條鏈路數(shù)據(jù)(如第1路采樣數(shù)據(jù))。
2、采用零相移和π/2相移的2倍頻時鐘的上升沿和下降沿對接收數(shù)據(jù)進行過采樣，得到4條鏈路接收數(shù)據(jù)。
3、不斷對4條鏈路接收數(shù)據(jù)進行校驗判決，循環(huán)判斷4條鏈路的狀態(tài)指示，直到鏈路I的接收數(shù)據(jù)判決正確(4≥I≥1)，則鏈路狀態(tài)為校驗正確狀態(tài)，選擇鏈路I數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)。如果4條鏈路接收數(shù)據(jù)沒有任何一條鏈路判決正確，則返回步驟2，鏈路狀態(tài)保持校驗錯誤狀態(tài)，輸出鏈路選擇保持不變。
4、當(dāng)鏈路為校驗正確狀態(tài)時，如果當(dāng)前鏈路接收數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤，則返回步驟2，鏈路狀態(tài)為校驗錯誤狀態(tài)，鏈路選擇保持原鏈路；如果當(dāng)前鏈路一直保持校驗正確狀態(tài)，則重復(fù)步驟4，鏈路狀態(tài)保持為校驗正確狀態(tài)，輸出鏈路選擇保持不變。
圖1給出了理想情況下采用時鐘上升沿對接收數(shù)據(jù)采樣的時序圖。采用與數(shù)據(jù)等周期的時鐘對數(shù)據(jù)進行采樣時，如果信號完整性滿足要求，數(shù)據(jù)和時鐘的抖動足夠小，即信號時序滿足要求，那么采用時鐘的上升沿和下降沿或者對接收時鐘進行延時對接收數(shù)據(jù)進行采樣，必然存在某個沿采樣的數(shù)據(jù)是可靠的。如圖，采用時鐘上升沿對接收數(shù)據(jù)進行采樣，只要滿足接收器件的建立時間Tsetup和保持時間Thold，則可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定采樣。
圖2給出了接收數(shù)據(jù)時序不滿足系統(tǒng)要求的時序圖，其中陰影部分分別為時鐘抖動和數(shù)據(jù)抖動。在高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，由于通信系統(tǒng)復(fù)雜的拓撲結(jié)構(gòu)，帶來較大的抖動，信號質(zhì)量惡化，造成無論采用時鐘上升沿和下降沿對數(shù)據(jù)進行采樣，都不能滿足足夠的Tsetup和Thold時間，Tsetup＜Tmin_setup，Thold＜Tmin_hold，即如果時鐘抖動與數(shù)據(jù)抖動之和Tjitter大于采樣時鐘的半個周期，則采用與數(shù)據(jù)相同周期的時鐘對接收信號進行采樣，不可能獲得穩(wěn)定的采樣。
圖3給出了采用單個倍頻時鐘對接收數(shù)據(jù)采樣的時序圖。當(dāng)接收數(shù)據(jù)時序不滿足系統(tǒng)要求時，可以采用倍頻時鐘對接收數(shù)據(jù)進行過采樣，即對于一個數(shù)據(jù)周期，采用倍頻時鐘對接收數(shù)據(jù)進行N(N≥4)次過采樣，并通過特殊的校驗判決技術(shù)如幀頭和串行奇偶校驗判決技術(shù)，對接收數(shù)據(jù)進行判決，經(jīng)過分析，采用一般的CRC校驗或者其它校驗方案都可以實現(xiàn)接收數(shù)據(jù)的有效判決，實現(xiàn)數(shù)據(jù)選擇，從N路接收數(shù)據(jù)中選擇正確的一路輸出。
圖4給出了本發(fā)明方法的多時鐘采樣技術(shù)工作流程圖。當(dāng)系統(tǒng)啟動后，鏈路狀態(tài)為校驗錯誤狀態(tài)，鏈路選擇為初始默認選擇。同時采用零相移和π/2相移的2倍頻時鐘的上升沿和下降沿對接收數(shù)據(jù)進行采樣，得到4條鏈路接收數(shù)據(jù)。不斷對4條鏈路接收數(shù)據(jù)進行校驗判決，循環(huán)判斷4路鏈路的狀態(tài)指示，直到鏈路I的接收數(shù)據(jù)判決正確(4≥I≥1)，則鏈路狀態(tài)為校驗正確狀態(tài)，選擇鏈路I數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)。而如果4條鏈路接收數(shù)據(jù)中，沒有任何一條鏈路判決正確，則重復(fù)對4條鏈路進行判決，鏈路狀態(tài)保持校驗錯誤狀態(tài)，輸出鏈路選擇保持不變。當(dāng)鏈路為校驗正確狀態(tài)時，如果當(dāng)前鏈路接收數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤，則重新對4條鏈路進行判決，鏈路狀態(tài)為校驗錯誤狀態(tài)，鏈路選擇保持原鏈路。如果當(dāng)前鏈路一直保持校驗正確狀態(tài)，則不斷對當(dāng)前鏈路進行判斷，鏈路狀態(tài)保持為校驗正確狀態(tài)，輸出鏈路選擇保持不變。
圖5給出了采用多時鐘對接收數(shù)據(jù)進行過采樣的時序圖。如上所述，采用單個倍頻時鐘的上升沿和下降沿對接收數(shù)據(jù)進行采樣，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸，然而此時系統(tǒng)實際工作頻率為數(shù)據(jù)速率的4倍。當(dāng)數(shù)據(jù)速率較高時，系統(tǒng)的工作頻率較高，不僅增加了系統(tǒng)成本，同時降低了系統(tǒng)運行的可靠性。因此，本發(fā)明提出將倍頻時鐘移相的多時鐘采樣技術(shù)。如圖5所示，CLK1為接收時鐘經(jīng)過PLL鎖相的采樣時鐘，CLK2為與接收時鐘相差π/2相位的采樣時鐘，采用CLK1和CLK2上升沿和下降沿同時對接收數(shù)據(jù)進行采樣，可以實現(xiàn)接收數(shù)據(jù)的4倍頻過采樣，從而在盡可能降低系統(tǒng)運行頻率的前提下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的上述針對具體實施例的描述過于具體，不能因此而理解為對本發(fā)明專利保護范圍的限制，本發(fā)明的專利保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種基于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)多時鐘采樣的方法，其包括以下步驟a)當(dāng)系統(tǒng)啟動后，鏈路狀態(tài)為校驗錯誤狀態(tài)的初始狀態(tài)，鏈路選擇為初始默認選擇，并輸出該條鏈路數(shù)據(jù)；b)采用零相移和π/2相移的2倍頻時鐘的上升沿和下降沿對接收數(shù)據(jù)進行過采樣，得到4條鏈路接收數(shù)據(jù)；c)不斷對4條鏈路接收數(shù)據(jù)進行校驗判決，循環(huán)判斷4條鏈路的狀態(tài)指示，直到某一鏈路的接收數(shù)據(jù)判決正確，則鏈路狀態(tài)為校驗正確狀態(tài)，選擇該鏈路的數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟d)如果4條鏈路接收數(shù)據(jù)沒有任何一條鏈路判決正確，則返回所述步驟b)，鏈路狀態(tài)保持校驗錯誤狀態(tài)，輸出鏈路選擇保持不變；e)當(dāng)鏈路為校驗正確狀態(tài)時，如果當(dāng)前鏈路接收數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤，則返回所述步驟b)，鏈路狀態(tài)為校驗錯誤狀態(tài)，鏈路選擇保持原鏈路；如果當(dāng)前鏈路一直保持校驗正確狀態(tài)，則重復(fù)所述步驟e)，鏈路狀態(tài)保持為校驗正確狀態(tài)，輸出鏈路選擇保持不變。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述校驗判決方式采用固定幀頭和串行奇偶檢驗技術(shù)，不斷對4條鏈路接收數(shù)據(jù)進行校驗判決。
全文摘要
本發(fā)明的一種基于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)多時鐘采樣的方法，其包括以下步驟當(dāng)系統(tǒng)啟動后，鏈路狀態(tài)為校驗錯誤狀態(tài)的初始狀態(tài)，鏈路選擇為初始默認選擇，并輸出該條鏈路數(shù)據(jù)；采用零相移和π/2相移的2倍頻時鐘的上升沿和下降沿對接收數(shù)據(jù)進行過采樣，得到4條鏈路接收數(shù)據(jù)；不斷對4條鏈路接收數(shù)據(jù)進行校驗判決，循環(huán)判斷4條鏈路的狀態(tài)指示，直到某一鏈路的接收數(shù)據(jù)判決正確，則鏈路狀態(tài)為校驗正確狀態(tài)，選擇該鏈路的數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)。本發(fā)明方法的多時鐘采樣技術(shù)在系統(tǒng)工作頻率提高2倍的前提下，可以有效克服傳輸速率高、拓撲結(jié)構(gòu)復(fù)雜帶來的讀寫時序緊張問題，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸，提高系統(tǒng)效率，同時也大大降低系統(tǒng)的成本。
文檔編號H04L7/033GK1798017SQ20041007771
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月30日
發(fā)明者常娥 申請人:中興通訊股份有限公司