专利名称：相位选择器与相位选择方法以及时钟脉冲数据恢复电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种相位选择器，更明确地说，有关于一种容忍扰动且适用于时钟脉 冲与数据恢复电路的相位选择器。
背景技术：
一般而言，在序列传输端口中，传送端将时钟脉冲信号与数据混合在一起成为输 入数据流(data stream)传送至接收端。因此，在接收端需设计一时钟脉冲与数据恢复电 路，以从输入数据流(data stream)还原出传送端的时钟脉冲信号的信息，并依据所得到时 钟脉冲信号的相位，以取样该输入数据流，来得到该输入数据流实际上所传送的数据。请参考图1与图2。图1与图2为说明现有技术的时钟脉冲与数据恢复电路100 的示意图。如图1所示，时钟脉冲与数据恢复电路100包含一超取样(over-sampling)电路 110、一相位检测模块120、一相位选择器130，以及一后端处理模块140。超取样电路110超 取样一输入数据流DSin,以产生一超取样信号Soso相位检测模块120包含一转态检测电路 121以及一相位检测电路122。转态检测电路121检测超取样信号、的转态(transition)， 以产生一转态信号&κ。相位检测电路122依据转态信号&κ，以产生相位检测信号i5PD。相 位选择器130依据相位检测信号SPD，以产生一相位选择信号SPH。后端处理模块140依据相 位选择信号SPH，以选择适当的超取样信号^作为输出数据信号更进一步地说，如图2所示，设超取样电路110以五倍频的方式超取样输入数据流 DSino也就是说，在每个周期(如周期T1 T3)内，超取样电路110皆在超取样时机Pci-P4 超取样输入数据流DSin,而得到超取样讯号Soso其中超取样时机Ptl P4之间可分为区域 RO R4。转态检测电路121实际上可以异或(XOR)电路实施。因此，当超取样信号^从 逻辑“0”变成逻辑“1”或是从逻辑“1”变成逻辑“0”时，转态检测电路121即产生表示逻 辑“1”的转态信号^。换句话说，当转态信号表示逻辑“1”时，表示输入数据流I^in在 转态信号Stk所对应的区域发生转态。相位检测电路122检测表示逻辑“1”的转态信号&κ， 可得到输入数据流DSin发生转态的区域。如此，相位检测电路122可输出相位检测信号 来表示输入数据流的转态区域。举例而言，在图2中，在周期T1内，输入数据流03 在 区域Rl内产生上升沿(rising edge)，因此相位检测电路122输出表示区域“R1 ”的相位检 测信号在周期T2内，输入数据流I^in在区域Rl内产生下降沿(falling edge)，因此相 位检测电路122输出表示区域“R1”的相位检测信号；在周期T3内，输入数据流DSin在 区域RO内产生上升沿，因此相位检测电路122输出表示区域“R0”的相位检测信号^。相 位选择器130依据转态信号^^可得到每个周期内输入数据流DSin的转态区域(举例而言， 在周期T1内转态区域为Rl)。相位选择器130依据每个周期的转态区域可累积各区域所对 应的累积转态数目Nkci Nk4，且相位选择器130依据具有最大值的累积转态数目以产生相 位选择信号SPH。举例而言，周期T1的转态区域为R1,因此在周期T1时，相位选择器130的 累积转态数目Nki等于1，其他的累积转态数目为0，此时累积转态数目Nki具有最大值，因此 相位选择器130产生表示区域“R1”的相位选择信号Sph ；周期T2的转态区域也为R1,因此在周期T2时，相位选择器130的累积转态数目Nki累计成为2，其他的累积转态数目为0，此 时累积转态数目Nki仍具有最大值，因此相位选择器130仍产生表示区域“R1”的相位选择 信号；周期T3的转态区域为Rtl，因此在周期T3时，相位选择器130的累积转态数目^il仍 为2，累积转态数目Nki变为1，其他的累积转态数目则仍保持为0。虽然在周期T3时，转态 区域为Rtl,然而由于累积转态数目&仍具有最大值，因此相位选择器130仍产生表示区域 “R1”的相位选择信号SPH。后端处理模块140依据相位信号Sph，可判断时钟脉冲信号发生 转态的区域。因此后端处理模块140可据以选择适当的超取样信号、作为输出数据信号 SDQUT。举例而言，在周期T1时，后端处理模块140可依据转态区域R1，判断超取样时机P4对 应于输入数据流DSin的稳态(因为超取样时机P4大约位于周期T1的区域Rl与周期T2的 区域Rl的中间)。因此，后端处理模块140选择超取样时机P4所对应的超取样信号Sqs作 为输出数据信号然而，在现有技术的相位选择器130中，假设传送端的时钟脉冲信号的转态边沿 在初始时皆发生在区域R1，也就是说区域Rl所对应的累积转态数目^已经累积一段时 间，而使得累积转态数目^il远大于区域RO与R2所对应的累积转态数目Nki与^^2。此时， 若输入数据流DSin发生小扰动(jitter)(举例而言，传送端的时钟脉冲信号的转态边沿所 发生的区域从Rl变成R0)，由于累积转态数目^的值仍大于累积转态数目与^i2 (也就 是说，现有技术的相位选择器130的记忆效应)，因此时钟脉冲与数据恢复电路100仍会依 据具有最大累积转态数目Nki，输出表示区域“R1”的相位选择信号SPH。如此，后端处理模块 140可能会选择不正确的超取样信号、作为输出数据信号此外，假设累积转态数目 Neo与Nki的数值大约相等，此时若输入数据流DSin发生大扰动(举例而言，传送端的时钟脉 冲信号的转态边沿所发生的区域持续地在区域RO与Rl之间切换)，由于最大累积数目持 续地在Nki与^il之间切换，因此时钟脉冲与数据恢复电路100持续地选择不同的超取样时 机(如P3与P4)的超取样信号^作为输出数据信号如此会造成系统不稳定，带给 使用者很大的不便。
发明内容
本发明提供一种可容忍扰动的相位选择器，适用于一时钟脉冲数据恢复电路 (clock data recovery circuit)，该时钟脉冲数据恢复电路具有一超取样电路、一相位检 测模块与一后端处理模块，该超取样电路在每周期超取样一输入数据流，以产生M个超取 样信号，该相位检测模块用来检测该M个超取样信号，以判断该输入数据流于每周期的转 态区域，并据以产生一相位检测信号，该相位选择器用来依据该相位检测信号，以产生一相 位选择信号，该后端处理模块用来依据该相位选择信号，以从该M个超取样信号选择其中 之一作为一输出数据信号，该相位选择器包含一比较模块、一加权电路，以及一相位预测 器。该比较模块用来比较该相位检测模块所产生的该相位检测信号与对应于前一周期的相 位选择信号，并比较对应于现有N个周期的相位检测信号与对应于前一周期的相位选择信 号，以产生(N+1)个误差信号。该加权电路用来依据该(N+1)个误差信号与(N+1)个加权 参数，以计算一加权误差信号。该相位预测器用来比较该加权误差信号、一第一预定临界值 与一第二预定临界值，以产生一相位调整信号，并依据该相位调整信号与对应于前一周期 的相位选择信号，以产生该相位选择信号。M、N分别表示正整数。
本发明另提供一种可容忍扰动的相位选择方法，适用于一时钟脉冲数据恢复电路 (clock data recovery circuit)，该时钟脉冲数据恢复电路具有一超取样电路、一相位检 测模块与一后端处理模块，该超取样电路在每周期超取样一输入数据流，以产生M个超取 样信号，该相位检测模块用来检测该M个超取样信号，以判断该输入数据流于每周期的转 态区域，并据以产生一相位检测信号，该相位选择方法用来依据该相位检测信号，以产生一 相位选择信号，该后端处理模块用来依据该相位选择信号，以从该M个超取样信号选择其 中之一作为一输出数据信号，该相位选择方法包含比较该相位检测模块所产生的该相位检 测信号与对应于前一周期的相位选择信号，并比较对应于现有N个周期的相位检测信号与 对应于前一周期的相位选择信号，以产生(N+1)个误差信号、依据该(N+1)个误差信号与 (N+1)个加权参数，以计算一加权误差信号、比较该加权误差信号、一第一预定临界值与一 第二预定临界值，以产生一相位调整信号，以及依据该相位调整信号与对应于前一周期的 相位选择信号，以产生该相位选择信号。M、N分别表示正整数。本发明另提供一种时钟脉冲数据恢复电路，包含一超取样电路，在每周期超取样 一输入数据流，以产生M个超取样信号；一相位检测模块，用来检测该M个超取样信号，以 判断该输入数据流于每周期的转态区域，并据以产生一相位检测信号；一根据权利要求1 所述的相位选择器，用来依据该相位检测信号，以产生一相位选择信号；以及一后端处理模 块，该后端处理模块用来依据该相位选择信号，以从该M个超取样信号选择其中之一作为 一输出数据信号。本发明的有益效果在于，在本发明的相位选择器中，比较模块比较相位检测信号 与前周期的相位选择信号，以产生误差信号。加权电路依据误差信号与加权参数，以计算加 权误差信号。相位预测器比较加权误差信号与预定临界值，以产生对应于本周期的相位选 择信号。当时钟脉冲数据恢复电路所接受的输入数据流发生小扰动时，本发明的相位选择 器可快速锁定相位，以产生较正确的相位选择信号来时钟脉冲数据恢复电路的后端处 理模块选择正确的超取样信号作为输出数据信号。当时钟脉冲数据恢复电路所接受的输入 数据流发生大扰动时，本发明的相位选择器可输出稳定的相位选择信号，以使时钟脉冲数 据恢复电路的后端处理模块可稳定地选择超取样信号作为输出数据信号。此外，藉由适当 地设计预定临界值、加权参数，以及比较模块的阶数，可调整本发明的相位选择器对输入数 据流发生大扰动时的敏感度，以及本发明的相位选择器的记忆效应，以符合实际上应用的 需求，带给使用者更大的便利。
图1与图2为说明现有技术的时钟脉冲与数据恢复电路的示意图；图3为说明本发明的相位选择器示意图；图4为说明本发明的比较模块、加权电路与相位预测器的示意图；图5为举例说明本发明的相位选择器的内部信号的示意图；图6为说明当输入数据流发生小扰动时，本发明的相位选择器可快速锁定相位的 示意图；图7为说明当输入数据流发生大扰动时，本发明的相位选择器可产生稳定的相位 选择信号的示意图8为说明本发明的相位选择器的另一实施例示意图9为举例说明图8的相位选择器的内部信号的示意图。
图10为说明本发明的后端处理模块的示意图。
其中，附图标记
100,300时钟脉冲与数据恢复电路 110、310超取样电路
120、320相位检测模块121、321转态检测电路
122、322相位检测电路130、330、830相位选择器
331、831比较模块332加权电路
333相位预测器3331相位调整电路
3332相位输出电路140、340后端处理模块
341选择电路342后端处理电路
CMP1 CMP3比较单元Min输入数据流
PO P4超取样时机RO R4区域
REG1 RE&移位寄存单元Sdout输出数据信号
Ser、Seei See3 "T^^fnSos超取样信号
Spa 相位调整信号 SPD相位检测信号
Sph 相位选择信号 STK转态信号
Swee 加权误差信号 T1 ^T8周期
W1 W3加权参数
具体实施例方式请参考图3。图3为说明本发明的可容忍扰动的相位选择器330示意图。相位选 择器330应用于一时钟脉冲与数据恢复电路300，其中超取样电路310、相位检测模块320、 转态检测电路321、相位检测电路322、后端处理模块340的结构以及工作原理分别与超取 样电路110、相位检测模块120、转态检测电路121、相位检测电路122、后端处理模块140类 似，故不再赘述。相位选择电路330包含一比较模块331、一加权电路332，以及一相位预测 器333。比较模块331比较相位检测信号与相位选择信号SPH，以产生误差信号^。加 权电路332依据误差信号Ssi与加权参数W，以产生加权误差信号S-。相位预测器333依 据加权误差信号SWEK，以调整相位选择信号SPH。请参考图4。图4为更进一步说明本发明的比较模块331、加权电路332与相位预 测器333的示意图。比较模块331包含一移位寄存单元REGp比较单元CMP1 CMP2。移位 寄存单元REG1用来寄存与移位相位检测信号SPD。举例而言，在周期T1时，当移位寄存单元 REG1接收到表示区域“R0”的相位检测信号^11，移位寄存单元REG1寄存表示区域“R0”的 相位检测信号^u。在周期T2时，移位寄存单元REG1接收到表示区域“R1”的相位检测信 号^2。此时移位寄存单元REG1将所寄存的相位检测信号Spd (表示区域“R0”的相位检测 信号^11)输出至比较单元CMP2,且移位寄存单元REG1寄存表示区域“R1”的相位检测信号 Spd20也就是说，当移位寄存单元REG1接收对应于周期Tx的相位检测信号Spdx时，移位寄存 单元REG1会输出其所寄存的相位检测信号Spd (对应于周期T0h)的相位检测信号^i0h))至 比较单元CMP2,且移位寄存单元REG1寄存目前所接收到的相位检测信号Spd (相位检测信号Spdx)。比较单元CMP1用来比较相位检测模块320所产生的相位检测信号与相位选择信 号SPH，以产生误差信号 5ΕΚ1。举例而言，设相位检测模块320所产生的相位检测信号表 示区域“R1”，当相位选择信号、表示区域10”时，比较单元CMP1所产生的误差信号Seki的 值为-1 ；当相位选择信号表示区域“R2”时，比较单元CMP1所产生的误差信号Seki的值 为1。也就是说，比较单元CMP1依据相位检测信号Spd与相位选择信号Sph所表示的区域的 差别，以产生误差信号SEK1。比较单元CMP2用来比较移位寄存单元REG1所输出的相位检测 信号与相位选择信号SPH，以产生误差信号SEK2。同理，比较单元CMP2依据相位检测信号 Spd与相位选择信号Sph所表示的区域的差别，以产生误差信号SEK2。举例而言，设移位寄存 单元REG1所输出的相位检测信号表示区域“R1”，当相位选择信号、表示区域“R0”时， 比较单元CMP2所产生的误差信号Sek2的值为-1 ；当相位选择信号、表示区域“R2”时，比 较单元CMP2所产生的误差信号Sek2的值为1。当加权电路332接收到误差信号Seki及Sek2 时，加权电路332依据下式可计算出加权误差信号Swek Swee = (SEK1X W1) + (SEK2 X W2) · · · (1)；其中W1与W2分别为对应误差信号Seki及Sek2的加权参数。相位预测器333包含一 相位调整电路3331与一相位输出电路3332。相位调整电路3331比较加权误差信号S-、 预定临界值THu与THd，以产生相位调整信号SPA。举例而言，预定临界值THu等于2，预定临 界值THd等于-2。当加权误差信号Swek小于预定临界值THd时，相位调整电路3331所产生 的相位调整信号Spa表示“右移”；当加权误差信号Swek大于预定临界值THu时，相位调整电 路3331所产生的相位调整信号Spa表示“左移”；当加权误差信号Swek介于预定临界值THu 与THd之间时，相位调整电路3331所产生的相位调整信号Spa表示“不变”。相位输出电路 3332依据相位调整信号$与前一周期的相位选择信号SPH，以产生相位选择信号SPH。举例 而言，设在周期T1时，相位输出电路3332直接依据表示区域“R1”的相位检测信号SPD，以产 生表示区域“R1”的相位选择信号SPH。于周期T2，若相位输出电路3332所接收的相位调整 信号Spa表示“右移”，则此时相位输出电路3332将所产生的相位选择信号从表示区域 “R1”调整为表示区域“R2” ；若相位输出电路3332所接收的相位调整信号Spa表示“左移”， 则此时相位输出电路3332将所产生的相位选择信号Sph从表示区域“R1”调整为表示区域 “R0” ；若相位输出电路3332所接收的相位调整信号Spa表示“不变”，则此时相位输出电路 3332不需调整相位选择信号SPH，相位选择信号Sph仍表示区域“R1”。请参考图5。图5为举例说明本发明的相位选择器330的内部信号的示意图。设 加权参数W1等于2，加权参数W2等于1，预定临界值THu与THd分别为2与-2。如图5所示， 在周期T1时，相位检测信号表示区域“R1”，此时相位输出电路3332依据表示相位检测 信号SPD，以产生表示区域“R1”的相位选择信号SPH。在周期T2时，相位检测信号表示区 域“R1”。比较单元CMP1比较周期T1的相位选择信号Sph(表示区域“R1”)与周期T2的相 位检测信号Spd (表示区域“R1”)，产生值为0的误差信号 5ΕΚ1。比较单元CMP2比较周期T1 的相位选择信号SPH(表示区域“R1”)与周期T1的相位检测信号Spd(表示区域“R1”)，产生 值为0的误差信号SEK2。加权电路332依据式(1)可计算出加权误差信号Swek等于0。由 于加权误差信号Swek介于预定临界值THu与THd之间，因此相位调整电路3331产生表示“不 变”的相位调整信号SPA。如此，相位输出电路3332不需调整相位选择信号SPH，因此在周期 T2时，相位选择信号、仍表示区域“R1”。在周期T3时，相位检测信号表示区域“R2”。比较单元CMP1比较周期T2的相位选择信号Sph(表示区域“R1”)与周期T3的相位检测信号 Spd (表示区域“R2”)，产生值为-1的误差信号SEK1。比较单元CMP2比较周期1~2的相位选择 信号Sph (表示区域“R1”)与周期T2的相位检测信号Spd (表示区域“R1”)，产生值为0的 误差信号3吧。加权电路332依据式(1)可计算出加权误差信号Swek等于-2。由于加权误 差信号Swek介于预定临界值THu与THd之间，因此相位调整电路3331产生表示“不变”的相 位调整信号SPA。如此，相位输出电路3332不需调整相位选择信号SPH，因此在周期T3时，相 位选择信号、仍表示区域“R1”。在周期T4时，相位检测信号表示区域“R2”。比较单 元CMP1比较周期T3的相位选择信号、(表示区域“R1 ”)与周期T4的相位检测信号(表 示区域“R2”)，产生值为-1的误差信号 5ΕΚ1。比较单元CMP2比较周期T3的相位选择信号 Sph(表示区域“R1”)与周期T3的相位检测信号Spd(表示区域“R2”)，产生值为-1的误差 信号SEK2。加权电路332依据式(1)可计算出加权误差信号Swek等于-3。由于加权误差信 号Swek小于预定临界值THd，因此相位调整电路3331产生表示“右移”的相位调整信号SPA。 如此，相位输出电路3332依据表示“右移”相位调整信号SPA，以调整相位选择信号Sph表示 区域“&”。利用上述说明的方式可类推于周期T5与T6时相位选择器330的内部信号，故不 再赘述。请参考图6。图6为说明当输入数据流DSin(相位检测信号Spd)发生小扰动时，本 发明的相位选择器330可快速锁定相位的示意图。如图6所示，在周期T1 T4，相位检测 信号Spd皆表示区域“R1”，因此相位选择器330于周期T1 T4所产生的相位选择信号Sph 也皆表示区域“R1”。在周期T5 T6时，由于输入数据流DSin发生小扰动，因此相位检测信 号Spd切换为表示区域“R2”。此时，本发明的相位选择器330在周期T6时，会产生表示区域 “R2”的相位选择信号SPH。比较本发明的相位选择器330与现有技术的相位选择器130，现 有技术的相位选择器130由于依据具有最大累积转态数目Nki (经过周期T1 T6,累积转态 数目^等于4，累积转态数目等于2、，因此现有技术的相位选择器130在图6的情况下 仍会在周期T6时产生表示区域“R1”的相位选择信号Sph，造成后端处理模块140选择不正 确的超取样信号、作为输出数据信号然而，本发明的相位选择器330可于周期T6时 产生表示区域“R2”的相位选择信号SPH。换句话说，本发明的相位选择器330仅考虑本周 期与上一周期的相位检测信号SPD，因此本发明的相位选择器33相较于现有技术的相位选 择器130具有较少的记忆效应。如此可使本发明的相位选择器330在输入数据流DSin(相 位检测信号Spd)发生小扰动时快速锁定相位，产生较正确的相位选择信号SPH，以使得后端 处理模块340可选择正确的超取样信号^作为输出数据信号SraT。请参考图7。图7为说明当输入数据流DSin(相位检测信号Spd)发生大扰动时，本 发明的相位选择器330仍可产生稳定的相位选择信号Sph的示意图。如图7所示，在周期 T1 T4,相位检测信号从表示区域“R1”切换为表示区域“R2”，因此在周期T4时，相位 选择器330产生表示区域“R2”的相位选择信号 5ΡΗ。在周期T5 T8,由于输入数据流D^ 发生大扰动，因此相位检测信号Spd持续地于表示区域“R1”与表示区域“R2”之间切换。此 时，本发明的相位选择器330在周期T5 T8时，仍会稳定地产生表示区域“R1”的相位选 择信号SPH。比较本发明的相位选择器330与现有技术的相位选择器130，由于现有技术的 相位选择器130的最大累积转态数目会于Nki与Nk2之间切换，因此现有技术的相位选择器 130在图7的情况下所产生的相位选择信号会在表示区域“R1”与表示区域“R2”切换，造成后端处理模块140持续地选择不同的超取样时机的超取样信号、作为输出数据信号 SraT。而使系统不稳定。然而在本发明中，通过适当地设计预定临界值1^与1^，以及加权 参数W，可降低相位选择器330对输入数据流DSin (相位检测信号Spd)发生大扰动时的敏感 度，而使得相位选择器330于输入数据流DSin (相位检测信号Spd)发生大扰动时仍可输出稳 定的相位选择信号SPH，以使后端处理模块340可稳定地选择超取样信号、作为输出数据
fe 巧 Sdout ο请参考图8。图8为说明本发明的相位选择器的另一实施例830的示意图。相较 于图4所示的相位选择器330，相位选择器830的比较模块831包含移位寄存单元REG1与 REG2,以及比较单元CMP1 CMP3。移位寄存单元REG1与RE&皆是用来寄存与移位相位检 测信号^。比较单元CMP1 CMP3分别比较相位检测信号与相位选择信号SPH，以产生 误差信号Seki SEK3。举例而言，于周期T1时，当移位寄存单元REG1接收到表示区域“R0” 的相位检测信号S PD1，移位寄存单元REG1寄存表示区域“R0”的相位检测信号i5PD1。于周 期T2时，移位寄存单元REG1接收到表示区域“R1”的相位检测信号SPD2。此时移位寄存单元 REG1将所寄存的相位检测信号Spd(表示区域“R0”的相位检测信号i5PD1)输出至移位寄存单 元RE&。因此移位寄存单元REG1寄存表示区域“R1”的相位检测信号Spd2，而移位寄存单元 REG2寄存表示区域“R0”的相位检测信号i5PD1。在周期T3时，移位寄存单元REG1接收到表示 区域“R2”的相位检测信号、3。此时，移位寄存单元REG1输出表示区域“R1”的相位检测 信号SPD2，移位寄存单元RE&输出表示区域“R0”的相位检测信号i5PD1。因此，比较单元CMP1 依据相位选择信号Sph与表示区域“R2”的相位检测信号^13，以产生误差信号Seki，比较单 元CMP2依据相位选择信号Sph与表示区域“R1”的相位检测信号SPD2，以产生误差信号Sek2， 比较单元CMP3依据相位选择信号、与表示区域“R0”的相位检测信号^11，以产生误差信 号^3。当加权电路332接收到误差信号Seki及Sek2时，加权电路332依据下式计算出加权 误差信号Swee Swee = (SEE1 Xff1) + (SEE2XW2) + (SEE2Xff3)...⑵；其中W1 W3分别为对应误差信号Seki Sek3的加权参数。换句话说，相较于比较 模块331，比较模块831还比较前前周期的相位检测信号与相位选择信号SPH，以产生误 差信号SEK3。因此，比较模块331可视为一二阶的比较模块(考虑前周期与本周期的相位检 测信号Spd)，而比较模块831可视为一三阶的比较模块(考虑前前周期、前周期与本周期的 相位检测信号Spd)。因此，由上述说明可知，本发明的比较模块可依需求而设计为更多阶的 比较模块，以调整本发明的相位选择器的记忆效应。请参考图9。图9为举例说明相位选择器830的内部信号的示意图。在图9中，设 加权参数巧 W3分别为2、1、1。由于相位选择器830的工作原理与图5的说明类似，故不 再赘述。请参考图10。图10为说明本发明的后端处理模块340的示意图。后端处理模块 340包含依选择电路341与一后端处理电路342。选择电路341用来依据相位选择信号SPH， 以选择适当的超取样时机所对应的超取样信号、。更明确地说，选择电路341依据相位选 择信号可得到输入数据流DSin的转态区域。如此，选择电路341可据以判断对应于输入 数据流DSin的稳态的超取样时机，以据以选择超取样信号、。后端处理电路342用来防止 输出数据信号Sdqut溢位(overflow)或不足位(underflow)。举例而言，于Y个周期内，当后端处理电路342接收到超过Y个或不足Y个的超取样信号、时，后端处理电路342依据 接收到的超取样信号Sre，产生Y个输出数据信号&·，以防止溢位或不足位。由于后端处理 电路342的工作原理为业界所公知的技术，故不再赘述。综上所述，本发明提供一种相位选择器，适用于一时钟脉冲数据恢复电路。在本发 明的相位选择器中，比较模块比较相位检测信号与前周期的相位选择信号，以产生误差信 号。加权电路依据误差信号与加权参数，以计算加权误差信号。相位预测器比较加权误差 信号与预定临界值，以产生对应于本周期的相位选择信号。当时钟脉冲数据恢复电路所接 受的输入数据流发生小扰动时，本发明的相位选择器可快速锁定相位，以产生较正确的相 位选择信号，来时钟脉冲数据恢复电路的后端处理模块选择正确的超取样信号作为输出 数据信号。当时钟脉冲数据恢复电路所接受的输入数据流发生大扰动时，本发明的相位选 择器可输出稳定的相位选择信号，以使时钟脉冲数据恢复电路的后端处理模块可稳定地选 择超取样信号作为输出数据信号。此外，通过适当地设计预定临界值、加权参数，以及比较 模块的阶数，可调整本发明的相位选择器对输入数据流发生大扰动时的敏感度，以及本发 明的相位选择器的记忆效应，以符合实际上应用的需求，带给使用者更大的便利。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种可容忍扰动的相位选择器，其特征在于，适用于一时钟脉冲数据恢复电路，该时 钟脉冲数据恢复电路具有一超取样电路、一相位检测模块与一后端处理模块，该超取样电 路在每周期超取样一输入数据流，以产生M个超取样信号，该相位检测模块用来检测该M个 超取样信号，以判断该输入数据流在每周期的转态区域，并据以产生一相位检测信号，该相 位选择器用来依据该相位检测信号，以产生一相位选择信号，该后端处理模块用来依据该 相位选择信号，以从该M个超取样信号选择其中之一作为一输出数据信号，该相位选择器 包含一比较模块，用来比较该相位检测模块所产生的该相位检测信号与对应于前一周期的 相位选择信号，并比较对应于现有N个周期的相位检测信号与对应于前一周期的相位选择 信号，以产生(N+1)个误差信号；一加权电路，用来依据该(N+1)个误差信号与(N+1)个加权参数，以计算一加权误差信 号；以及一相位预测器，用来比较该加权误差信号、一第一预定临界值与一第二预定临界值，以 产生一相位调整信号，并依据该相位调整信号与对应于前一周期的相位选择信号，以产生 该相位选择信号；其中M、N分别表示正整数。
2.根据权利要求1所述的相位选择器，其特征在于，该比较模块包含N个移位寄存单元，该N个移位寄存单元串连连接，用来移位与寄存现有N个周期的相 位检测信号；其中当该相位检测模块所产生的该相位检测信号输入该比较模块时，该N个移位寄存 单元的一第K个寄存单元输出其所寄存的对应于前K个周期的相位检测信号；以及(N+1)个比较单元，分别用来比较该N个移位寄存单元所寄存的相位检测信号、该相位 检测模块所产生的该相位检测信号，以及对应于前一周期的相位选择信号，以产生该(N+1) 个误差信号；其中当该相位检测模块所产生的该相位检测信号输入该比较模块时，该(N+1)个比较 单元的一第一个比较单元比较该相位检测模块所产生的该相位检测信号与对应于前一周 期的相位选择信号，以产生该(N+1)个误差信号的一第一个误差信号；其中当该相位检测模块所产生的该相位检测信号输入该比较模块时，该(N+1)个比较 单元的一第(K+1)个比较单元比较该N个移位寄存单元的该第K个寄存单元所输出的对应 于前K个周期的相位检测信号与对应于前一周期的相位选择信号，以产生该(N+1)个误差 信号的一第(K+1)个误差信号；其中1彡K彡N。
3.根据权利要求1所述的相位选择器，其特征在于，该加权电路依据下式以计算该加 权误差信号Swee= (Seei X W1) + (SEE2 X W2) +. . . + (SEE(N+1) X W(N+1))；其中Stok表示该加权误差信号，Seki 分别表示该(N+1)个误差信号，W1 W(N+1) 分别表示该(N+1)个加权参数。
4.根据权利要求1所述的相位选择器，其特征在于，该相位预测器包含一相位调整电路，用来比较该加权误差信号、该第一预定临界值与该第二预定临界值，以产生该相位调整信号；以及一相位输出电路，用来依据该相位调整信号与对应于前一周期的该相位选择信号，以 产生该相位选择信号。
5.根据权利要求1所述的相位选择器，其特征在于，每周期依据该M个超取样时机分 为M个区域，该相位选择信号用来指示该输入数据流于该M个区域中的一第I个区域转态，
6.根据权利要求5所述的相位选择器，其特征在于，当该加权误差信号大于该第一预 定临界值，且对应于前一周期的该相位选择信号表示该M个区域的一第J个区域时，该相位 输出电路输出表示该M个区域中的一第(J-I)个区域的该相位选择信号；当该加权误差信 号小于该第二预定临界值，且对应于前一周期的该相位选择信号表示该M个区域的该第J 个区域时，该相位输出电路输出表示该M个区域中的一第(J+1)个区域；当该加权误差信号 介于该第一预定临界值与该第二预定临界值之间，且对应于前一周期的该相位选择信号表 示该M个区域的该第J个区域时，该相位输出电路输出表示该M个区域中的该第J个区域； J表示正整数，且1彡J彡M。
7.根据权利要求1所述的相位选择器，其特征在于，该后端处理模块包含一选择电路，用来依据该相位选择信号，以选择该M个超取样信号的一第L个超取样时 机，并依据该M个超取样信号的该第L个超取样时机，以输出该M个超取样信号的一第L个 超取样信号作为该输出数据信号；以及一后端处理电路，用来防止该输出数据信号溢位或不足位。
8.根据权利要求7所述的相位选择器，其特征在于，在Y个周期内，当该后端处理电路 从该选择电路接收到超过Y个或不足Y个的超取样信号时，该后端处理电路依据所接收到 的超取样信号，以产生Y个输出数据信号；Y表示一正整数。
9.一种时钟脉冲数据恢复电路，其特征在于，包含一超取样电路，在每周期超取样一输入数据流，以产生M个超取样信号；一相位检测模块，用来检测该M个超取样信号，以判断该输入数据流于每周期的转态 区域，并据以产生一相位检测信号；一根据权利要求1所述的相位选择器，用来依据该相位检测信号，以产生一相位选择 信号；以及一后端处理模块，该后端处理模块用来依据该相位选择信号，以从该M个超取样信号 选择其中之一作为一输出数据信号。
10.一种可容忍扰动的相位选择方法，其特征在于，适用于一时钟脉冲数据恢复电路， 该时钟脉冲数据恢复电路具有一超取样电路、一相位检测模块与一后端处理模块，该超取 样电路于每周期超取样一输入数据流，以产生M个超取样信号，该相位检测模块用来检测 该M个超取样信号，以判断该输入数据流于每周期的转态区域，并据以产生一相位检测信 号，该相位选择方法用来依据该相位检测信号，以产生一相位选择信号，该后端处理模块用 来依据该相位选择信号，以从该M个超取样信号选择其中之一作为一输出数据信号，该相 位选择方法包含比较该相位检测模块所产生的该相位检测信号与对应于前一周期的相位选择信号， 并比较对应于现有N个周期的相位检测信号与对应于前一周期的相位选择信号，以产生(N+1)个误差信号；依据该(N+1)个误差信号与(N+1)个加权参数，以计算一加权误差信号； 比较该加权误差信号、一第一预定临界值与一第二预定临界值，以产生一相位调整信 号；以及依据该相位调整信号与对应于前一周期的相位选择信号，以产生该相位选择信号； 其中M、N分别表示正整数。
11.根据权利要求10所述的相位选择方法，其特征在于，依据该(N+1)个误差信号与该 (N+1)个加权参数，以计算该加权误差信号包含依据下式以计算该加权误差信号Swee= (Seei X W1) + (SEE2 X W2) +. . . + (SEE(N+1) X W(N+1))；其中Stok表示该加权误差信号，Seki 分别表示该(N+1)个误差信号，W1 W(N+1) 分别表示该(N+1)个加权参数。
12.根据权利要求10所述的相位选择方法，其特征在于，每周期依据该M个超取样时机 分为M个区域，该相位选择信号用来指示该输入数据流于该M个区域中的一第I个区域转 态，1彡I彡M。
13.根据权利要求12所述的相位选择方法，其特征在于，比较该加权误差信号、该第一 预定临界值与该第二预定临界值，以产生该相位调整信号包含当该加权误差信号大于该第一预定临界值时，产生表示左移的该相位调整信号； 当该加权误差信号小于该第二预定临界值时，产生表示右移的该相位调整信号；以及 当该加权误差信号介于该第一预定临界值与该第二预定临界值之间时，产生表示不变 的该相位调整信号。
14.根据权利要求13所述的相位选择方法，其特征在于，依据该相位调整信号与对应 于前一周期的相位选择信号，以产生该相位选择信号包含当该相位调整信号表示左移且对应于前一周期的该相位选择信号表示该M个区域的 一第J个区域时，输出表示该M个区域中的一第(J-I)个区域的该相位选择信号；以及当该相位调整信号表示右移且对应于前一周期的该相位选择信号表示该M个区域的 该第J个区域时，输出表示该M个区域中的一第(J+1)个区域；以及当该加权误差信号介于该第一预定临界值与该第二预定临界值之间，且对应于前一周 期的该相位选择信号表示该M个区域的该第J个区域时，输出表示该M个区域中的该第J 个区域；其中1彡J彡M。
全文摘要
本发明公开一种相位选择器、相位选择方法以及时钟脉冲数据恢复电路。该相位选择器适用于一时钟脉冲与数据恢复电路，该相位选择器包含一比较模块、一加权电路，以及一相位预测器。比较模块比较相位检测信号与前周期的相位选择信号，以产生误差信号。加权电路依据误差信号与加权参数，以计算加权误差信号。相位预测器比较加权误差信号与预定临界值，以产生对应于本周期的相位选择信号。当时钟脉冲与数据恢复电路所接收的输入数据流发生小扰动时，该相位选择器可快速锁定相位，以产生正确的相位选择信号；当时钟脉冲与数据恢复电路所接收的输入数据流发生大扰动时，该相位选择器可输出稳定的相位选择信号。
文档编号H03L7/085GK102122956SQ20111002531
公开日2011年7月13日 申请日期2011年1月18日 优先权日2010年11月16日
发明者许惠强, 郭国铨, 颜协寰 申请人:钰创科技股份有限公司