CN101022447A - 数字信号倍速传输方法 - Google Patents
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Abstract
一种数字信号倍速传输方法，该方法通过在数据通信的收、发双方对时钟信号CLOCK1进行延迟形成CLOCK2，利用这两个时钟信号对时序进行控制，同时利用时钟信号的上升沿和下降沿接收或发送数字信号。本发明由于发送端在以CLOCK1为准，采用上升沿和下降沿来同步输出数据到总线。接收端利用CLOCK1上升沿和下降沿来锁定数据，利用CLOCK2的上升或下降沿来存储数据，因此在一个时钟周期内，可以进行两次数据接收和发送，从而实现了在不提高时钟频率有基础上将数据传输速率提高一倍。
Description
技术领域
本发明涉及数字通信领域，特别涉及数字通信电路中的时钟信号与数字信号传输速率。
背景技术
数据传输速率是数字通信系统的一个非常行重要的指标，现有技术中本领域的技术人员都知道，提高数字时钟(CLOCK)频率，是一个提高数据传输速率的有效手段，现有技术中数字时钟(CLOCK)在数字通信系统中是这样工作的(如图1)：发送端在CLOCK为低电平时，完成数据发送的准备工作，等数据线稳定后，CLOCK变成高电平，接收端在CLOCK的上升沿触发下读取数据并保存，CLOCK变成低电平，此时发送端进入下一位数据的发送准备，在CLOCK的下一个上升沿到来之时，数据线稳定，在CLOCK的上升沿触发下，接收端接收下一位数据，如此循环，图1时钟进行了4个周期变化了8次，只传输了0010四位数字。这样的传输方式CLOCK的变化次数比数据改变多一倍或更多，数据传输的速率最高时只有CLOCK频率数据每位。从上面的叙述可知接收端和发送端读取和写入数据的时间非常快，发送端每次准备好数据都等待CLOCK的上升沿触发接收端读取数据，在整个CLOCK高电平期间就是等待CLOCK变成低电平再准备下次数据发送的准备工作，而接收端也是等待CLOCK下次上升沿触发而接收下一位数据，CLOCK的频率成为数据传输速率的关键。
发明内容
为了提高数字通信系统中数据传输速率，本发明提供一种在不提高CLOCK频率的基础上，使数据传输速率提高一倍。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种数字信号倍速传输方法，该方法同时利用时钟信号的上升沿和下降沿接收或发送数字信号，至少包括以下步骤：
a.在发送端设有时钟周期相同的时钟CLOCK1、CLOCK2和数据总线DATA传与接收端，并且使CLOCK2比CLOCK1延时T；
b.发送端在CLOCK1、CLOCK2为低电平时，完成数据的准备工作，当CLOCK1变为高电平时，产生一个上升沿来同步数据，接收端在CLOCK1的上升沿的触发下锁定数据；
c.延时T后CLOCK2变为高电平，发送端开始准备下一个数据，接收端在CLOCK2的上升沿触发下存储数据；
d.当CLOCK1变为低电平时，发送端利用CLOCK1的下降沿来同步数据，接收端在CLOCK1下降沿触发下锁定数据；
e.延时T后CLOCK2变为低电平，发送端并开始下一轮循环数据准备，接收端在CLOCK2下降沿的触发下存储数据。
CLOCK2比CLOCK1延时一个相对数据稳定时间T，一般为1/8-1/3 CLOCK1的周期时间用来保证数据的稳定可靠。
在串行通信时数据总线DATA为一根数据线，当在并行通信时DATA总线为一组数据线。
本发明由于发送端在以CLOCK1为准，采用上升沿和下降沿来同步输出数据到总线。接收端利用CLOCK1上升沿和下降沿来锁定数据，利用CLOCK2的上升或下降沿来存储数据，因此在一个时钟周期内，可以进行两次数据接收和发送，从而实现了在不提高时钟频率有基础上将数据传输速率提高一倍。
附图说明
图1为现有技术中数字通信时序图；
图2为本发明数字通信时序图；
图3接收端和发送端数据连接示意图；
具体实施方式
下表为发送端与接收端在各时段的步骤状态表，包括以下步骤：
a.在发送端设有时钟周期相同的时钟CLOCK1、CLOCK2和数据总线DATA传与接收端，并且使CLOCK2比CLOCK1延时T；
b.发送端在CLOCK1、CLOCK2为低电平时，完成数据的准备工作，当CLOCK1变为高电平时，产生一个上升沿来同步数据，接收端在CLOCK1的上升沿的触发下锁定数据；
c.延时T后CLOCK2变为高电平，发送端开始准备下一个数据，接收端在CLOCK2的上升沿触发下存储数据；
d.当CLOCK1变为低电平时，发送端利用CLOCK1的下降沿来同步数据，接收端在CLOCK1下降沿触发下锁定数据；
e.延时T后CLOCK2变为低电平，发送端并开始下一轮循环数据准备，接收端在CLOCK2下降沿的触发下存储数据。
如图2所示为采用本发明进行数据通信的时序图，CLOCK1，CLOCK2，DATA1、DATA2、DATA3分别为时钟信号1、时钟信号2和数据信号1、数据信号2和数据信号3的波形，和CLOCK1相比CLOCK2有T延时4，在CLOCK2上的阴影部份3，表示此时数据总线上的数据为无效数据，接收端在此时为高阻端不进行数据锁定，DATA1、DATA2、DATA3可以表示是三路数据，也可以表示并行通信中的某三位，若是前者则分别表示：01010101、00110110和01101101三个数据串，若是表示三位数的并行通信则分别表示：000、101、011、110、001、111、010、101等8个数据。
如图3示，发送端和接收端通过两根时钟信号线和一组数据信号线相连组成同步基带数据通信系统，如果将时钟信号减为一根用以传送CLOCK1，则需要在接收端通过对CLOCK1进行延迟T时间产生CLOCK2，也可以完成本发明方法的数据传输。当发送端和接收端都有独立时钟电路时，如果有理想的统一时间系统，则可以不用时钟信号线，在发送端和接收端都将系统时钟为CLOCK1，并对系统时钟信号进行延迟T时间产生CLOCK2完成本发明的数据通信。
本发明倍速传输方法的数据通信发送端和接收端可以是无线通信的收发双方，发送端将同步信号定为CLOCK1，并对CLOCK1进行延迟即生成CLOCK2，利用CLOCK1和CLOCK2就能按上面方法发送数据了，接收端通过数据通信中普遍采用的插入导频法或直接法获得位同步信号，位同步信号即为CLOCK1，对CLOCK1进行T时间的延迟得到CLOCK2，利用CLOCK1和CLOCK2就可以按上面的方法进行数据接收了。
发送端与接收端在各时段状态表
| 时钟状态 | 发送端 | 接收端 | |
| CLOCK1 | CLOCK2 | ||
| 低 | 低 | 准备数据 | 数据无效 |
| 上升 | 低 | 同步数据 | 锁定数据 |
| 高 | 上升 | 准备下一数据 | 存储数据 |
| 高 | 高 | 准备数据 | 数据无效 |
| 下降 | 高 | 同步数据 | 锁定数据 |
| 低 | 下降 | 准备下一数据 | 存储数据 |
| 低 | 低 | 准备数据 | 数据无效 |
Claims (7)
1.一种数字信号倍速传输方法，其特征在于，该方法利用时钟信号的上升沿和下降沿接收或发送数字信号，该方法包括以下步骤：
a.在发送端设有时钟周期相同的时钟CLOCK1、CLOCK2，并且使CLOCK2比CLOCK1延时T，同时设有数据总线(DATA)，发送端的CLOCK1、CLOCK2和数据总线(DATA)与接收端连接；
b.发送端在CLOCK1、CLOCK2为低电平时，完成数据的准备工作，当CLOCK1变为高电平时，产生一个上升沿同步数据，接收端在CLOCK1的上升沿的触发下锁定数据；
c.延时T后CLOCK2变为高电平，发送端开始准备下一个数据，接收端在CLOCK2的上升沿触发下存储数据；
d.当CLOCK1变为低电平时，发送端利用CLOCK1的下降沿同步数据，接收端在CLOCK1下降沿触发下锁定数据；
e.延时T后CLOCK2变为低电平，发送端并开始下一轮循环数据准备，接收端在CLOCK2下降沿的触发下存储数据。
2.根据权利要求1所述的数字信号倍速传输方法，其特征在于，所述延时T为时钟CLOCK1周期的1/8-1/3。
3.根据权利要求1所述的数字信号倍速传输方法，其特征在于，所述数据总线DATA为单根数据线。
4.根据权利要求1所述的数字信号倍速传输方法，其特征在于，所述数据总线DATA为8根数据线。
5.根据权利要求1所述的数字信号倍速传输方法，其特征在于，所述时钟CLOCK1或CLOCK2以发送端为主时钟，接收端为从时钟。
6.根据权利要求1所述的数字信号倍速传输方法，其特征在于所述发送端和接收端可以同时存在于一台数据通信设备中。
7.根据权利要求1所述的数字信号倍速传输方法，其特征在于所述发送端和接收端进行的无线通信。
Priority Applications (1)
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| CN 200610064535 CN101022447A (zh) | 2006-12-27 | 2006-12-27 | 数字信号倍速传输方法 |
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| CN103369036A (zh) * | 2013-06-27 | 2013-10-23 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种基于点对点报文同步的采样及控制方法 |
| CN109495134A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-03-19 | 西安理工大学 | 一种基于测井电缆的数据通讯传输系统及数据传输方法 |
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2006
- 2006-12-27 CN CN 200610064535 patent/CN101022447A/zh active Pending
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