用于在10gbase-t系统中数据辅助定时恢复的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开的各实施例一般涉及异步通信系统中的定时恢复，尤其涉及高速以太网系 统中的数据辅助定时恢复。
[0002] 相关抟术背景
[0003] 定时恢复是许多以太网系统的重要功能。因为数据通常以异步方式（即，没有伴 随的时钟信号）从一个设备传送给另一设备，所以接收方（RX)设备生成频率和相位两者都 与收到数据信号对准的内部时钟信号。例如，如果数据由传送方（TX)设备使用IOOMHz时 钟信号来传送，则RX设备将理想地使用本地IOOMHz时钟来采样收到数据信号。然而，RX设 备可能必须调整本地时钟信号的频率以校正其振荡器和/或传输路径中的漂移。此外，本 地时钟信号的相位可被调整以使得它与收到数据信号对准，从而RX设备在其峰值处采样 每个数据码元（例如，以减少码元间干扰的效应）。
[0004] 高频数据率与较短的码元（峰值）历时相关，因此提供了 RX设备能在其中准确采 样收到数据信号的较小窗口。码元间干扰（ISI)在较高频率处也更为明显。因此，随着数 据率的增加，对于精确和准确定时恢复电路系统的需要也得以增加。
[0005] 概沭
[0006] 提供本概述以便以简化形式介绍将在以下的详细描述中进一步描述的一些概念。 本概述并非旨在标识出要求保护的主题内容的关键特征或必要特征，亦非旨在限定要求保 护的主题内容的范围。
[0007] 公开了可帮助从接收自另一设备的数据信号中恢复定时信息的设备和操作方法。 对于一些实施例，该设备包括：电路（例如，接收机或处理器），用于与另一设备协商伪随 机数序列；模数转换器，用于采样接收自该另一设备设备的数据信号以恢复第一训练序列； 训练序列发生器，用于基于伪随机数序列来生成第二训练序列；数据同步电路，用于将第二 训练序列与第一训练序列同步；以及定时对准电路，用于使用经同步第二训练序列将该设 备的接收时钟信号与收到数据信号对准。
[0008] 该数据同步电路可包括：峰值检测电路，用于将第一训练序列与第二训练序列作 比较；以及数据调整电路，用于基于该比较来迭代地调整第二训练序列。峰值检测电路可包 括：多个比较器，用于将第一训练序列的每个比特与第二训练序列的两个或更多个比特作 比较以生成多个匹配值；以及峰值检测逻辑，用于至少部分地基于该多个匹配值来确定第 一与第二训练序列之间的峰值相关。对于一些实施例，该峰值相关可基于第一训练序列和 第二训练序列内的匹配比特数目并且基于伪随机数序列的毗邻比特之间的变动程度。
[0009] 对于一些实施例，数据调整电路可包括用于将第二训练序列的比特顺序输出到峰 值检测电路的存储器，并且包括用于在阈值数目个数据周期后没有检测到峰值相关的情况 下递增存储器的地址指针的地址计数器。
[0010] 对于一些实施例，定时对准电路可包括：误差检测电路，用于确定第一训练序列与 经同步第二训练序列之间的定时误差，并输出与该定时误差相对应的误差信号；以及压控 振荡器，用于响应于该误差信号而调整接收时钟信号。
[0011] 在操作中，该设备可与第二设备协商伪随机数序列，采样接收自第二设备的数据 信号以恢复第一训练序列，基于伪随机数序列来生成第二训练序列，将第二训练序列与第 一训练序列同步，以及使用经同步第二训练序列将第一设备的接收时钟信号与收到数据信 号对准。
[0012] 对于一些实施例，该设备可以通过将第一训练序列与第二训练序列作比较、并且 随后基于该比较来迭代地调整第二训练序列，来将第二训练序列与第一训练序列同步。该 设备可确定第一训练序列与第二训练序列之间的峰值相关，其中该峰值相关基于第一训练 序列和第二训练序列内的匹配比特数目并且基于伪随机数序列的毗邻比特之间的变动程 度。对于一个示例，该设备可以通过在阈值数目个数据周期上将第一训练序列的每个比特 与第二训练序列的两个或更多个比特作比较来确定峰值相关。
[0013] 附图简沐
[0014] 本发明各实施例是作为示例来解说的，且不旨在受附图中各图的限定，其中：
[0015] 图1示出了根据一些实施例的定时恢复系统的框图；
[0016] 图2是描绘根据一些实施例的示例性定时恢复操作的解说性流程图；
[0017] 图3示出了根据一些实施例的数据同步电路的框图；
[0018] 图4是描绘根据一些实施例的示例性数据同步操作的解说性流程图；
[0019] 图5示出了根据一些实施例的示例性伪随机数序列；
[0020] 图6示出了根据其他实施例的数据同步电路的框图；
[0021] 图7A-7B是描绘根据一些实施例的另一示例性数据同步操作的解说性流程图；
[0022] 图8示出了根据一些实施例的定时对准电路的框图；
[0023] 图9示出了根据一些实施例的可调整环路滤波器的框图；
[0024] 图10是描绘根据一些实施例的示例性环路参数调整操作的解说性流程图；以及
[0025] 图11是根据一些实施例的通信设备的框图。
[0026] 详细描沐
[0027] 在以下描述中，阐述了众多具体细节（诸如具体组件、电路、和过程的示例），以提 供对本公开的透彻理解。如本文所使用的，术语"耦合"意指直接连接到、或通过一个或多 个居间组件或电路来连接。而且，在以下描述中并且出于解释目的，阐述了具体的命名以提 供对本公开各实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将明显的是，可以不需要这些 具体细节就能实践本发明各实施例。在其他实例中，以框图形式示出公知的电路和设备以 避免混淆本公开。本文所描述的各种总线上所提供的任何信号可以与其他信号进行时间复 用并且在一条或多条共用总线上提供。另外，各电路元件或软件块之间的互连可被示为总 线或单信号线。每条总线可替换地是单信号线，而每条单信号线可替换地是总线，并且单线 或总线可表示用于各组件之间的通信的大量物理或逻辑机制中的任一个或多个。
[0028] 图1示出了根据一些实施例的定时恢复系统100的框图。定时恢复系统100可在 数据通信网络的RX设备中实现。定时恢复系统100包括模数转换器（ADC) 110、训练序列 (TS)发生器120、数据同步电路130、和定时对准电路140。ADC 110包括一输入以接收数据 信号（例如，来自TX设备），并基于取自收到数据信号的采样来输出收到训练序列（TSR)。 TS发生器120输出本地生成的训练序列（TSJ。对于一些实施例，收到训练序列TSr和本地 训练序列TSJf者都基于同一伪随机（PN)数序列。例如，RX设备可与TX设备协商要使用 的PN序列。
[0029] 数据同步电路130分别从ADC 110和TS发生器120接收收到训练序列TSr和本地 训练序列1\，并且作为响应而生成经同步训练序列（TS s)。对于一些实施例，经同步训练序 列TSs可与收到训练序列TS R "粗略"对准。例如，数据同步电路130可以将本地训练序列 下4与收到训练序列TSr作比较以确定定时恢复电路100是否正在本地训练序列TS JP收到 训练序列了&两者中大致跟踪同一比特序列。如果正从训练序列TSRa取的比特序列 不是至少粗略对准的，则将RX设备的接收时钟与收到数据信号对准可能是非常困难的（即 便并非不可能）。因此，数据同步电路130可以调整本地训练序列Tl以使得它跟踪收到训 练序列TS r。
[0030] 定时对准电路140包括输入以分别从ADC 110和数据同步电路130接收收到训练 序列TSr和经同步训练序列TSs，并且输出经同步时钟信号。对于一些实施例，经同步时钟信 号可与收到数据信号对准以使得可在每个码元周期的中心（例如，峰值）处进行采样。例 如，定时对准电路140可将收到训练序列TS r与经同步训练序列TSJt比较以确定取自收到 数据信号的采样中的定时误差。定时误差可随后被用于调整RX设备中的接收时钟（即，经 同步时钟信号）的定时参数（例如，抖动、频率和/或相移）。
[0031] 图2是描绘根据一些实施例的示例性定时恢复操作200的解说性流程图。还参照 图1，在操作200中，RX设备首先与TX设备协商PN序列（210)。PN序列可被RX和TX设备 两者用于生成相应的训练序列以出于将RX设备的接收时钟与来自TX设备的收到数据信号 同步的目的。例如，PN序列可由（RX和TX设备内的）最大长度移位寄存器来生成，并且可 由移位寄存器来重复输出（例如，每16384个码元）。例如，可在自动协商规程期间在RX设 备与TX设备之间交换移位寄存器的初始状态，以使得RX设备具有正被TX设备传送的PN 序列的知识。
[0032] 定时恢复系统100从TX设备接收表示PN序列的数据信号（220)，并从收到数据信 号中恢复训练序列TSR(230)。对于一些实施例，PN序列可使用2级脉冲振幅调制（2-PAM) 来编码。因此，ADC 110可被用于采样收到数据信号以便恢复