专利名称：产生时钟信号的技术的制作方法
技术领域：
本文公开的主题一般涉及通信系统，尤其是涉及再生信号的技术。
背景技术：
在通信系统内，可以使用设备来调节(moderate)来自多个时钟域的数据信号的通信量。例如，图1描述包括网络100和110的示例性网络。数据通信链路120可以在网络100和110之问提供相互通信。网络100和110中的每个可以利用相同的数据时钟速度，但数据通信链路120可以在不同的时钟速度下运行。在本实施例中，网络100和110可以利用同步光学网络(SONET)和/或同步数字层次结构(SDH)标准，而数据通信链路120可以遵循光学传输网络(OTN)，例如在用于光学传输网络(OTN)的ITU-T G.709/Y.1331接口(2001年2月)中所述。
G.709描述使用OTN传送帧传送数据的同步和异步模式。在同步模式中，数据传输速率是OTN速率的整数倍。在异步模式中，数据传输速率可以不是OTN速率的整数倍。
例如，图2A描述G.709 OTN帧结构的实施例。G.709 OTN帧可以包括4行4080字节。最初16列可以包括额外开销(overhead)字节，而最后256列可以包括前向纠错(FEC)数据。帧的其余字节可以保存有效载荷和/或虚数据。
根据G.709，OTN帧可以包括三个调整控制(Justification Control，“JC”)字节，一个负调整机会(NJO)字节，和一个正调整机会(PJO)字节。根据G.709，在同步的情况下，PJO字节包括实际数据，但在异步的情况下，PJO和NJO可以包括实际(real)或虚(dummy)数据。根据G.709(例如参见表17-1至17-3)，OTN帧接收器可以使用JC字节内的信息来确定是放弃还是使用PJO和NJO的内容。根据G.709，可以得到三个调整相关操作(1)零，(2)正(其对应于每个OTN帧的一个遗漏字节)或(3)负(其对应于每个OTN帧的一个额外字节)。对于负调整，PJO和NJO可以都包括实际数据。对于正调整，PJO和NJO可以都包括虚数据。对于零调整，PJO可以包括实际数据，而NJO可以包括虚数据。
常规的接收器可以使用单独的专用电路来再生每个同步和异步信号。例如，图2B以方框图的形式描述用于同步信号接收器的时钟再生器。图2B的时钟再生器可以使用固定频率的时钟信号来再生接收的信号。由于不能实现(account for)调整，图2B的时钟再生器可能不能用来再生接收的异步信号。
图2C描述用于异步信号接收器的常规时钟再生器的实施例。图2C的异步时钟再生器可以实现调整用途。可伸缩存储设备可以存储接收的数据，并且以随时间的校正(correct)平均频率来提供数据。然而，图2C的异步时钟再生器可以不以即时校正频率来提供数据，而是以平均校正频率提供数据。
图1描述示例性网络。
图2A描述G.709 OTN帧结构的实施例。
图2B描述同步时钟再生器的实施例。
图2C描述异步时钟再生器的实施例。
图3描述可以使用本发明一些实施方案的一个可能接收器系统。
图4描述本发明实施方案的示例性实施方式。
图5描述依据本发明实施方案的重新定时器系统的一个可能实施方式。
图6描述依据本发明实施方案的相位调节器的一个可能实施方式。
图7描述依据本发明实施方案的基于调整事件的移相器的一个可能实施方式。
图8描述依据本发明实施方案的调节发生器的一个可能实施方式。
图9描述依据本发明实施方案的可伸缩(elastic)存储器的一个可能实施方式。
注意，在不同图中使用相同附图标记指示相同或相似部件。
具体实施例方式
图3描述可以使用本发明一些实施方案的一个可能接收器系统300。接收器300可以接收例如按照光学传输网络(OTN)、同步光学网络(SONET)和/或同步数字层次结构(SDH)标准编码的信号。示例性的光学连网标准在以下内容中描述光学传输网络(OTN)的ITU-T推荐标准(Recommendation)G.709接口(2001)；ANSI T1.105，包括多路复用结构、速率和格式的同步光学网络(SONET)基本说明；Bellcore一般要求(BellcoreGeneric Requirements)，GR-253-CORE，同步光学网络(SONET)传输系统共同一般规范(Common Generic Criteria)(TSGR模块，FR-440)，第1期，1994年12月；ITU标准G.872，光学传输网络的结构，1999年；ITU标准G.825，“基于SDH的数字网络内的抖动和漂移的控制”1993年3月；ITU标准G.957，“用于涉及SDH的设备和系统的光学接口”1995年7月；ITU标准G.958，在光缆上使用的基于SDH的数字线路系统，1994年11月；和/或ITU标准G.707，用于同步数字层次结构(SDH)的网络节点接口(1996)中。
参见图3，光-电转换器(“O/E”)310可以把从光学网络中接收的光信号转换成电信号。尽管已经参考光信号，但另外或可选择地，接收器300可以从电信号网络中接收电信号或符合任何标准的无线或有线信号。放大器320可以放大电信号。时钟和数据恢复单元(“CDR”)330可以再生电信号，并且提供用来再生电信号的参考时钟信号。关于再生信号，层二处理器340可以执行例如符合以太网的介质访问控制(MAC)管理，所述的管理在以下的版本中描述，例如IEEE 802.3；符合例如ITU TG.709的光学传输网络(OTN)解帧(de-framing)和解包封(de-wrapping)；按照ITU TG.975的前向纠错(FEC)处理；和/或其他层2(layer 2)处理。本发明的一些实施方案可以与层二处理器340一起使用。接口350可以在层二处理器340和其他设备之间提供相互通信，所述其他设备例如微处理器、存储设备(未图示)、分组(packet)处理器(未图示)和/或交换结构(未图示)。例如，接口350可以服从外设部件互连(PCI)、通用串行总线(USB)、以太网、IEEE1394和/或供应商专用多源协定(MSA)协议。
例如，本发明的一些实施方案可以与层二处理器340一起使用。例如，图4描述本发明实施方案的示例性实施方式。层二处理器340可以从OTN结构的光学信道有效负载单元(OPUK)(在G.709中定义的)中提取与调整相关的信息和数据信号。层二处理器340可以向重新定时器系统提供与调整相关的信息和数据信号(图示为DATA)。根据本发明的实施方案，响应于收到与调整相关的信息以及信号DATA，重新定时器系统可以按照适当频率输出数据信号(图示为OUTPUT)，不管是按照同步模式还是异步模式传送数据信号。重新定时器系统可以使用参考时钟RCLK来生成信号OUTPUT。重新定时器系统还可以输出时钟信号(图示为CLK)，该信号可以用来再生按照同步和异步模式传送的数据信号。
重新定时器系统图5描述依据本发明实施方案的重新定时器系统500的一个可能实施方式。重新定时器系统500的这个实施方案可以包括可伸缩存储器510、相位调节器520、积分器530、时钟发生器540、分频器550和分频器560。重新定时器系统500可以接收数据信号(DATA)、参考时钟(RCLK)和与调整相关的信息。重新定时器系统500可以依照G.709从与调整相关的信息中获得调整事件控制和调整值(正或负)。例如，调整事件控制可以与调整事件的出现相对应，并且可以依照G.709从JC字节中获得。例如，调整值可以指示重新定时器系统500要应用正调整还是负调整。调整值可以依照G.709从JC字节中获得。重新定时器系统500可以实施为下列任一种或其组合硬布线逻辑、由存储设备存储并由处理器执行的软件、固件、专用集成电路(ASIC)和/或现场可编程门阵列(FPGA)。
重新定时器系统500可以按照校正频率输出从信号DATA中获得的数据信号(图示为OUTPUT)，不管是按照同步模式还是异步模式传送数据。重新定时器系统500可以生成具有频率的时钟信号(图示为CLK)，该信号可用来以校正频率再生数据，不管是按照同步模式还是异步模式传送数据。为了生成OUTPUT和CLK，重新定时器系统500可以使用调整事件控制和调整值信号。
可伸缩存储器510可以接收信号CLK、DATA和RCLK。可伸缩存储器510可以存储由信号DATA提供的数据。可伸缩存储器510可以输出从信号DATA中获取并按照信号CLK定时的信号OUTPUT。
时钟发生器540可以生成可以用来再生数据的时钟信号(图示为信号CLK)。信号CLK可以用来设立频率，以所述频率再生用于同步和异步模式操作的数据。相位调节器520可以通过请求时钟发生器540调节信号CLK的速度来响应与调整相关的信息。时钟发生器540可以向可伸缩存储器510和分频器560提供信号CLK。时钟发生器540的一种适当实施方式可以是压控晶体振荡器(VCXO)，尽管时钟发生器540可以被实施为另一类型压控振荡器(LC-VCO、SAW-VCO或其他)。例如，根据G.709的一种实施方式，特别是对于STM-64/OC-192，用于同步操作的信号CLK的频率可以约为622.080MHz，用于同步操作的信号CLK的频率可以约从622.039MHz变化到622.121MHz。
分频器560可以接收信号CLK。分频器560可以用整数来除信号CLK的频率。在G.709的一个实施中，特别是对于STM-64/OC-192，整数可以是237，尽管整数可以根据数据传送的相关速度而变化。分频器560可以向相位调节器520提供频率调整信号CLK(图示为CLK2)。
分频器550可以接收信号RCLK。分频器550可以用整数来除信号RCLK的频率。在G.709的一个实施中，特别是对于STM-64/OC-192，整数可以是255，尽管整数可以依赖数据传送的相关速度而变化。分频器550可以向相位调节器520提供频率调整信号RCLK(图示为RCLK2)。
相位调节器520可以接收信号RCLK2和信号CLK2，并且可以接收调整事件控制和调整值。根据调整事件控制和调整值，相位调节器520可以输出信号ADJUST以指示时钟发生器540修改信号CLK的速度。正调整值可以对应于这样的信号ADJUST，该信号ADJUST请求时钟发生器540使信号CLK相位偏移一个负的量(对于每个OTN帧，负的量可以对应于减去一个数据字节)。每个负调整值可以对应于这样的信号ADJUST，该信号ADJUST请求时钟发生器540使信号CLK相位偏移一个正的量(对于每个OTN帧，正的量可以对应于附加一个数据字节)。例如，对于关于分频器550和560所提及的示例性分频器比(divider ratio)，每个正调整值可以对应的信号CLK的相位偏移为负180度(-180°)，而每个负调整值可以对应的信号CLK的相位偏移为180度(180°)。
积分器530可以接收信号ADJUST。积分器530可以累加信号ADJUST的大小，并且把总和输出给时钟发生器540。
相位调节器图6描述依据本发明实施方案的相位调节器520的一个可能实施方式。相位调节器520可以包括基于调整事件的移相器610以及分频器(“FD”)620-A和620-B。
分频器620-A可以从分频器550接收信号RCLK2。分频器620-A可以输出信号RCLK2和RCLK2相位偏移九十(90)度的版本(图示为RCLK2-A)。在一个实施方式中，信号RCLK2-A的频率可以是信号RCLK2的频率的四分之一。分频器620-A可以向基于调整事件的移相器610提供信号RCLK2和RCLK2-A。
分频器620-B可以从分频器560接收信号CLK2。在一个实施方案中，分频器620-B可以把信号CLK2的频率除以四(4)。分频器620-B可以向基于调整事件的移相器610提供信号CLK2分频后的版本(信号CLK2-A)。
基于调整事件的移相器610可以根据信号RCLK2，RCLK2-A，CLK2-A、调整控制事件和调整值信号来输出信号ADJUST。每个正调整值可以对应于这样的信号ADJUST，该信号ADJUST请求时钟发生器540使信号CLK相位偏移一个负的量，所述负的量可以对应于每帧减去一个数据字节。每个负调整值可以对应于这样的信号ADJUST，该信号ADJUST请求时钟发生器540使信号CLK相位偏移一个正的量。
图7描述依据本发明实施方案的基于调整事件的移相器610的一个可能实施方式。基于调整事件的移相器610可以包括累加器710、正弦值查询表(“LUT”)720、余弦值LUT730、数-模转换器(“DAC”)740-A、DAC740-B和调节发生器750。累加器710可以接收下列信号(1)调整事件控制和(2)调整值。累加器710可以求零、正和负调整值的和(sum)。累加器710可以向正弦LUT 720和余弦LUT 730输出所述和。由累加器710存储的和可以由A模数M来表示，这里A是调整值的算术和，而M可以是8N，尽管可以使用M的其他值。在G.709的一个实施方式中，N的值可以是237，尽管可以使用N的其他值。
响应于由累加器710提供的调整值和，正弦LUT 720和余弦LUT 730可以检索和输出正弦和余弦信号各自具体与相位相关的大小(magnitude)。调整值和的增量增加可以相当于正弦和余弦信号的相位阶跃(step)减少2π/M弧度。调整值和的增量减少可以相当于正弦和余弦信号的相位阶跃增加2π/M弧度。
正弦LUT 720和余弦LUT 730可以实施为可编程存储设备，例如只读存储器(“ROM”)或随机访问存储器(“RAM”)设备。正弦LUT 720和余弦LUT 730可以向各个DAC 740-A和740-B输出正弦和余弦信号的大小。DAC 740-A和740-B可以接收正弦和余弦信号的大小值。DAC 740-A和740-B可以向调节发生器750输出模拟正弦和余弦信号(分别图示为信号PHA和PHB)。例如，信号PHA和PHB的频率可以表示为2π*Sum(和)/M，这里变量M是8*237，而变量“Sum(和)”可以是来自累加器710的调整值和，尽管可以使用M的其他值。
调节发生器750可以接收信号PHA和PHB。调节发生器750可以输出信号ADJUST来调节信号CLK的相位以响应信号PHA和PHB的接收。相位调节器520的一个优点可以是它可以在无限的角度范围内调节信号CLK的相位并且即时响应调整值。图8描述依据本发明实施方案的调节发生器750的一个可能实施方式。调节发生器750可以包括计算单元810，820、乘法器830，840、加法器850和滤波器860。信号ADJUST可以用下列关系式来表示信号ADJUST＝sin(Z-Y+X)，其中X表示信号RCLKA和RCLKB的频率，Y表示信号CLK2-A的频率，以及Z表示信号PHA和PHB的频率/相位。
在一种实施方式中，加法器850通过对信号S1和S2求和而生成信号ADJUST。信号S1和S2可以用下列关系式表示S1＝PHA*S4S2＝PHB*S3例如，信号S3可以用sin(X-Y)来表示，而信号S4可以用cos(X-Y)来表示。乘法器830可以相乘信号PHA和S4，并且输出乘积作为信号S1。类似地，乘法器840可以相乘信号PHB和S3，并且输出乘积作为信号S2。计算单元810可以输出信号S3。计算单元810可以通过相乘信号RCLKA和S5而生成信号S3，然后从乘积中过滤出频率不同于约X-Y的信号。计算单元820可以输出信号S4。计算器820可以通过相乘信号RCLKB和S5而生成信号S4，然后从乘积中过滤出频率不同于约X-Y的信号。滤波器860可以输出信号S5。滤波器860可以从分频器620-B中接收信号CLK2-A。滤波器860可以实施为带通滤波器，该带通滤波器可以过滤出频率约等于2*Y的信号。信号S5可以表示为2*cos(Y)。
图9描述依据本发明实施方案的可伸缩存储器510的一个可能实施方式。可伸缩存储器510可以包括先进先出(FIFO)存储设备910和写入控制设备920。FIFO 910可以根据写入时钟(图示为WCLK)的跃变(transition)来存储从信号DATA接收的数据。FIFO 910可以根据读取时钟(图示为RDCLK)的跃变来输出数据(图示为OUTPUT)。当使用STM-64/OC-192有效负载传送数据时，信号RDCLK的频率可以约为信号CLK的1/8，但可以使用RDCLK的其他值。当FIFO 910从信号DATA中读取数据时，可伸缩存储器510的一个实施方式可以使用写入控制设备920来选通。当由STM-64/OC-192有效负载传送数据时，写入控制设备920可以接收频率被调节例如1/8的信号WCLK版本，但可以使用WCLK的其他值。信号DATA和OUTPUT可以是128个并行位(bit)信号，但可以使用其他数量的位。
附图和前述说明给出了本发明的典型实施例。然而，本发明的范围决不是由这些具体实施例进行限定。无论说明书中是否明确给出，许多变化是可能的，例如在结构、尺寸和材料使用方面的差异。本发明的范围至少是与下列权利要求给出的范围一样宽。
权利要求
1.一种方法，包括根据调整事件信息提供时钟信号；以及基于所述时钟信号提供第二信号，其中所述第二信号包括由第一信号提供的信息。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述调整事件信息包括调整事件和调整值，并且其中所述提供时钟信号的操作包括当调整事件处于激活状态时，有选择地求调整值的和；以及基于所述和调节所述时钟信号的频率。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述调节频率的操作包括基于所述和提供正弦和余弦信号；求所述正弦和余弦信号的和；以及基于所述正弦和余弦信号的和调节所述时钟信号的频率。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述提供正弦和余弦信号的操作包括针对所述调整值和的增加，有选择地将所述正弦和余弦信号的相位减少2pi/(8*N)弧度，这里N是整数。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述提供正弦和余弦信号的操作包括针对所述调整值和的减少，有选择地将所述正弦和余弦信号的相位增加2pi/(8*N)弧度，这里N是整数。
6.如权利要求3所述的方法，其中在X计数之后，所述调整值和复位，这里X是整数。
7.如权利要求3所述的方法，其中所述调节频率的操作还包括根据所述正弦和余弦信号的和以及参考时钟信号来调节所述时钟信号的频率。
8.如权利要求2所述的方法，其中当所述调整事件信息指示无调整呈现时，然后有选择地不调节所述时钟信号的频率。
9.一种装置，包括时钟发生器，所述时钟发生器生成时钟信号；相位调节器，所述相位调节器基于调整事件信息提供相位调节信号以调节所述时钟信号；存储设备，所述存储设备基于所述时钟信号从第一信号提供信息；以及积分器，所述积分器基于所述相位调节信号指示所述时钟发生器调节所述时钟信号。
10.如权利要求9所述的装置，其中所述调整事件信息包括调整事件和调整值，并且其中所述相位调节器包括累加器，所述累加器在调整事件处于激活状态时，有选择地求调整值的和；正弦查询表，所述正弦查询表基于所述和提供正弦信号；余弦查询表，所述余弦查询表基于所述和提供余弦信号；调节发生器，所述调节发生器基于所述正弦和余弦信号提供所述相位调节信号。
11.如权利要求10所述的装置，其中所述调节发生器包括逻辑电路，所述逻辑电路根据所述正弦和余弦信号、参考时钟信号以及所述时钟信号提供所述相位调节信号。
12.如权利要求9所述的装置，其中所述可伸缩存储器包括存储设备，所述存储设备基于参考时钟信号把信息存储在所述第一信号内，并且根据所述时钟信号提供存储的信息。
13.一种系统，包括放大器，所述放大器接收第一信号并放大所述第一信号；层二处理器，所述层二处理器接收所述第一信号并提取调整相关信息；以及重新定时器系统，所述重新定时器系统根据调整相关信息和所述第一信号提供第二信号。
14.如权利要求13所述的系统，还包括光-电转换器，所述光-电转换器把光信号转换成电信号，并且把所述电信号提供给所述放大器作为所述第一信号。
15.如权利要求13所述的系统，其中所述层二处理器包括执行符合IEEE 802.3的介质访问控制的逻辑。
16.如权利要求13所述的系统，其中所述层二处理器包括执行符合ITU-T G.709的光学传输网络解帧的逻辑。
17.如权利要求13所述的系统，其中所述层二处理器包括执行符合ITU-T G.709的光学传输网络解包封的逻辑。
18.如权利要求13所述的系统，其中所述层二处理器包括执行符合ITU-T G.975的前向纠错处理的逻辑。
19.如权利要求13所述的系统，还包括数据总线，所述数据总线从所述层二处理器接收信号和向所述层二处理器提供信号。
20.如权利要求19所述的系统，还包括耦合到所述数据总线的交换结构。
21.如权利要求19所述的系统，还包括耦合到所述数据总线的分组处理器。
全文摘要
为传送数据信号的同步和异步模式再生数据信号的技术。
文档编号H04J3/07GK1695330SQ03824961
公开日2005年11月9日 申请日期2003年9月3日 优先权日2002年9月3日
发明者奥利·克里斯琴森 申请人:英特尔公司