CN102789442A - 校正移动产业处理器接口中信号偏移方法及相关传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种校正移动产业处理器接口中信号偏移的方法及相关传输系统。在校正模式下，透过移动产业处理器接口之一频率信道和一数据信道分别传送一频率信号和一数据信号。调整频率信号和数据信号之相位以分别提供相对应之一测试频率信号和一测试数据信号。依据测试频率信号来撷取测试数据信号以得到一撷取资料，再依据撷取资料来求出对应于频率信道和数据信道之一最佳相位关系。在正常模式下传送频率信号和数据信号时，依据最佳相位关系来调整频率信道和数据信道之信号延迟。

Description

校正移动产业处理器接口中信号偏移方法及相关传输系统
技术领域
本发明涉及一种校正信号偏移方法及相关传输系统，特别是一种校正移动产业处理器接口中信号偏移方法及相关传输系统。
背景技术
随着科技的演进，电子信息产品需要使用高速串行传输技术来支持越来越大的数据传输量，例如使用移动产业处理器接口(MobileIndustry Processor Interface，MIPI)、移动显示屏数字接口(MobileDisplay Digital Interface，MDDI)及通用串行总线(Universal SerialBus，USB)等传输技术。其中，MIPI规定了一个差分频率通道(clocklane)和可扩展(数量从一个到四个)的数据信道(data lane)，可根据处理器和周边需求来调节数据速率，并被广泛地应用在智能型手机或掌上电脑(Personal Digital Assistant，PDA)等手持装置。
第1图为現有技术中一传输系统10的示意图。传输系统10采用四数据信道的MIPI，其包括有一主控端(host side)电路HS、传输信道200～204，以及一客户端(client side)电路CS。主控端电路HS包括有传送电路110～114，分别用来传送一频率信号CLK及数据信号DATA1～DATA4。客户端电路CS包括有接收电路310～314，分别用来接收频率信号CLK及数据信号DATA1～DATA4。传送电路110～114分别透过传输通道200～204来将频率信号CLK及数据信号DATA1～DATA4传送至接收电路310～314。
第2A～2D图为現有技术传输系统10运作时的信号图，显示了频率信号CLK和数据信号DATA1～DATA4的波形。客户端电路CS会在频率信号CLK的上升边缘或下降边缘读取数据信号DATA1～DATA4。建立时间(setup time)TS为频率信号CLK的上升边缘和数据信号DATA1～DATA4的上升边缘之间的最短时间，或是频率信号CLK的下降边缘和数据信号DATA1～DATA4的下降边缘之间的最短时间。维持时间(hold time)TH为频率信号CLK的上升边缘和数据信号DATA1～DATA4的下降边缘之间的最短时间，或是频率信号CLK的下降边缘和数据信号DATA1～DATA4的上升边缘之间的最短时间。
在理想情况下，频率信号CLK和数据信号DATA1的相位平衡，亦即TS＝TH，如第2A图所示。然而在实际应用上，可能因为传输通道200～204的长度或负载不对称、传送电路110～114的输出不对称、接收电路310～314的负载不对称，或是主控端电路HS及客户端电路CS之间存在的阻抗不连续等种种因素，MIDI中存在偏移(skew)，造成频率信号CLK及数据信号DATA1～DATA4到达客户端电路CS的时间不相同。举例来说，频率信号CLK的相位可能会领先数据信号DATA2(TS＜TH)，如第2B图所示；频率信号CLK的相位可能会落后数据信号DATA3(TS＞TH)，如第2C图所示；频率信号CLK和数据信号DATA4的相位差可能会大于单位周期UI(TS＜0)，如第2D图所示。
在实际应用中，MIDI通常包括复数个数据传输信道，若频率信号与复数笔数据信号间存在不同程度的相位领先或落后，在频率信号频率逐渐提升的趋势下，信号偏移的容错空间(建立时间TS和维持时间TH)越来越窄，因此容易导致数据撷取错误。为了维持数据传输的正确率，需要一种校正MIPI中信号偏移的方法。
发明内容
本发明的一实施例提供一种校正一移动产业处理器接口中信号偏移的方法。该方法包括在一校正模式下透过该移动产业处理器接口的一频率信道和一数据信道分别传送一频率信号和一第一数据信号；调整该频率信号和该第一数据信号的相位以分别提供相对应的一测试频率信号和一第一测试数据信号；依据该测试频率信号来撷取该第一测试数据信号以得到一第一撷取数据；依据该第一撷取资料求出对应于该频率信道和该数据信道的一最佳相位关系；以及在一正常模式下传送该频率信号和该数据信号时，依据该最佳相位关系来调整该频率信道和该数据信道的信号延迟。
本发明的另一实施例提供一种使用一移动产业处理器接口的传输系统，其包含有一主控端电路，用来透过该移动产业处理器接口的一第一信道和一第二信道分别传送一频率信号和一数据信号；一客户端电路，用来依据一最佳相位关系来调整该第一信道和该第二信道的信号延迟，其包含一接收电路，用来接收该频率信号和该数据信号；一校正电路，用来调整该频率信号和该数据信号的相位以分别提供相对应的一测试频率信号和一测试数据信号、依据该测试频率信号来撷取该测试数据信号以得到一撷取资料，并依据该撷取资料求出该最佳相位关系。
附图说明
图1为現有技术中一传输系统的示意图。
图2A～2D为現有技术的传输系统运作时的信号图。
图3A为本发明实施例中一传输系统的示意图。
图3B为本发明实施例的传输系统中一校正电路的功能方块图。
图4为本发明实施例的校正电路运作时的流程图。
图5为在不同信号延迟条件下频率信号和数据信号之间的相位关系。
图6A～6D为在不同信号延迟条件下校正结果的信号图。
图7为汇整第6A～6D图结果的图表。
图8A～8B和图9A～9B为本发明实施例的校正电路运作时的示意图。
其中，附图标记说明如下：
10、20      传输系统
300         校正电路
320         储存单元
330         比较单元
340         计算单元
350         控制单元
200～204    传输通道
110～114    传送电路
310～314    接收电路
200～204    传输通道
CD          除频器
HS          主控端电路
CS          客户端电路
LP_TX       低功率传送器
HS_TX       高速传送器
LP_RX       低功率接收器
HS_RX       高速接收器
DL0～DL4    延迟单元
S2P1～S2P4  并行转串行转换单元
410～470    步骤
具体实施方式
图3A为本发明实施例一传输系统20的示意图。传输系统20采用四数据信道的MIPI，包含有一主控端电路HS、传输信道200～204及一客户端电路CS。主控端电路HS包含有传送电路110～114，分别用来传送一频率信号CLK及数据信号DATA1～DATA4。客户端电路CS包含有接收电路310～314和一校正电路300，接收电路310～314分别用来接收频率信号CLK及数据信号DATA1～DATA4，而校正电路300用来校频率信号CLK及数据信号DATA1～DATA4之间的信号偏移。传送电路110～114各包含两低功率传送器LP_TX和一高速传送器HS_TX，而接收电路310～314各包含两低功率接收器LP_RX和一高速接收器HS_RX。低功率传送器LP_TX和低功率接收器LP_RX可处理低功率状态的单端(singled-ended)信号，高速传送器HS_TX和高速接收器HS_RX则可处理高速的差动(differential)信号。因此，传送电路110～114可分别透过传输通道200～204将序列差动频率信号CLK及数据信号DATA1～DATA4传送至接收电路310～314。
图3B为本发明实施例的传输系统20中校正电路300的功能方块图。校正电路300包含延迟单元DL0～DL4、并行转串行(serial-to-parallel)转换单元S2P1～S2P4、一除频器CD、一储存单元320、一比较单元330、一计算单元340，以及一控制单元350。校正电路300可对频率信号CLK或数据信号DATA1～DATA4进行不同程度的信号延迟，再求出每一信道的数据正确区域(pass zone)，进而求出每一通道的最佳延迟时间。
图4为校正电路300运作时的流程图，其包含下列步骤：
步骤410：进入校准模式，执行步骤420。
步骤420：求出一偏移校准表，执行步骤430。
步骤430：依据偏移校准表求出对应于每一信道的数据正确区域，执行步骤440。
步骤440：依据每一数据正确区域判断相对应的信道是否校正成功；若是，执行步骤450；若否，执行步骤470。
步骤450：求出每一数据正确区域的中心点，并依此求出每一通道的最佳相位关系，执行步骤460。
步骤460：进入正常模式，并依据每一通道的最佳相位关系来调整频率信号或相对应数据信号的相位。
步骤470：判定校正失败。
在步骤410进入校准模式后，延迟单元DL0～DL4可分别提供频率信号CLK及数据信号DATA1～DATA4不同程度的信号延迟。在不同信号延迟条件下，频率信号CLK和数据信号DATA1～DATA4之间的相位关系如图5所示。在此实施例中，延迟单元DL0～DL4可提供31组偏移调整阶段S0～S30：偏移调整阶段S0代表频率信号和数据信号皆延迟0个单位时间Td；偏移调整阶段S1～S15代表频率信号分别延迟1～15个单位时间Td，而数据信号DATA1～DATA4皆延迟0个单位时间Td；偏移调整阶段S16～S30代表频率信号延迟0个单位时间Td，而数据信号DATA1～DATA4各分别延迟1～15个单位时间Td。每一偏移调整阶段皆对应至一特定频率延迟索引(-15～15之间的整数)。
图6A～6D为在不同信号延迟条件下的信号图。为了说明方面，仅以频率信号CLK和数据信号DATA1为例。第6A和6B图显示了在偏移调整阶段S0～S15内各信号的时序图，而第6C和6D图显示了在偏移调整阶段S0、S16～S30内各信号的时序图。
在图6A所示的实施例中，主控端电路HS会透过传送电路110传送频率信号CLK至客户端电路CS的接收电路310，且透过传送电路111传送「01010101」的数据信号DATA1至客户端电路CS的接收电路311。接着，延迟单元DL0会以0个单位时间Td来延迟频率信号CLK，延迟单元DL1会分别以0～15个单位时间Td来延迟数据信号DATA1，进而提供一测试频率信号CLK0’和16笔测试数据信号DT0’～DT15’。客户端电路CS可在测试频率信号CLK’的上升/下降边缘撷取测试数据信号DT0’～DT15’，从每一测试数据信号可撷取到8个序列位BT1～BT8，再透过并行转串行转换单元S2P1分别汇整为并列数据DP0～DP15。
在图6B所示的实施例中，主控端电路HS会透过传送电路110传送频率信号CLK至客户端电路CS的接收电路310，且透过传送电路111传送「00110011」的数据信号DATA1至客户端电路CS的接收电路311。接着，延迟单元DL0会以0个单位时间Td来延迟频率信号CLK，延迟单元DL1会分别以0～15个单位时间Td来延迟数据信号DATA1，进而提供一测试频率信号CLK0’和16笔测试数据信号DT0’～DT15’。客户端电路CS可在测试频率信号CLK’的上升/下降边缘撷取测试数据信号DT0’～DT15’，从每一测试数据信号可撷取到8个序列位BT1～BT8，再透过并行转串行转换单元S2P1分别汇整为并列数据DP0～DP15。
在图6C所示的实施例中，主控端电路HS会透过传送电路110传送频率信号CLK至客户端电路CS的接收电路310，且透过传送电路111传送「01010101」的数据信号DATA1至客户端电路CS的接收电路311。接着，延迟单元DL0会分别以0～15个单位时间Td来延迟频率信号CLK，延迟单元DL1会以0个单位时间Td来延迟数据信号DATA1，进而提供16笔测试频率信号CLK0’～CLK15’和一测试数据信号DT0’。客户端电路CS可在测试频率信号CLK0’～CLK15’的上升/下降边缘撷取测试数据信号DT0’，依据每一测试频率信号CLK0’～CLK15’可分别撷取到8个序列位BT1～BT8，再透过并行转串行转换单元S2P1分别汇整为并列数据DP0～DP15。
在图6D所示的实施例中，主控端电路HS会透过传送电路110传送频率信号CLK至客户端电路CS的接收电路310，且透过传送电路111传送「00110011」的数据信号DATA1至客户端电路CS的接收电路311。接着，延迟单元DL0会依序以0～15个单位时间Td来延迟频率信号CLK，延迟单元DL1会以0个单位时间Td来延迟数据信号DATA1，进而提供16笔测试频率信号CLK0’～CLK15’和一测试数据信号DT0’。客户端电路CS可在测试频率信号CLK0’～CLK15’的上升/下降边缘撷取测试数据信号DT0’，依据每一测试频率信号CLK0’～CLK15’可分别撷取到8个序列位BT1～BT8，再透过并行转串行转换单元S2P1分别汇整为并列数据DP0～DP15。
图7为汇整第6A～6D图结果的图表。比较单元330可比较每一笔撷取数据和相对应期待数据的值，再依此产生对应于每一偏移调整阶段和不同值数据信号的比较结果R1和R2。如比较结果R1显示，「01010101」数据信号DATA1在经过偏移调整阶段S0～S30处理后，会包含两个数据正确区域，亦即频率延迟索引-6～3之间和14～15之间；如比较结果R2显示，「00110011」数据信号DATA1在经过偏移调整阶段S0～S30处理后，会包含单一数据正确区域，亦即频率延迟索引-6～3之间。在决定最佳相位关系时，复数个数据正确区域会增加判断难度。因此，本发明的比较电路会对R1和R2执行特定逻辑运算，例如执行AND运算(R1&R2)可确保每一期待数据只有单一数据正确区域。针对每一偏移调整阶段，本发明可依据一特定数据信号的结果(R1或R2)来决定最佳相位关系；或者，本发明可同时依据不同特定数据信号的结果(R1和R2)来决定最佳相位关系。
图8A～8B和图9A～9B说明了本发明校正电路300执行步骤420～470时的运作。第6A～6D图和第7图所示前述实施例以数据信号DATA1来作说明，在以相同方式对数据信号DATA2～DATA4经过偏移调整阶段S0～S30处理后，可在步骤420求出一偏移校准表，并将其存入储存单元320。
图8A和9A显示了两种情况下得到的偏移校准表。REG 1～4为储存单元310内的32位缓存器，分别用来储存传输通道201～204的校准结果，其中”1”代表数据正确区域，而”0”代表数据错误区域。
在图8B和9B中，步骤431～439为计算单元340执行步骤430的运作，其详细步骤说明如下：
步骤431：将缓存器REG1～REG4内存数据D1(A)～D4(A)向右平移一位，以分别得到数据D1(B)～D4(B)。
步骤432：将资料D1(A)～D4(A)分别和资料D1(B)～D4(B)进行AND运算，以分别得到数据D1(C)～D4(C)。
步骤433：将数据D1(C)～D4(C)向右平移一位，以分别得到数据D1(D)～D4(D)。
步骤434：将资料D1(C)～D4(C)分别和资料D1(D)～D4(D)进行XOR运算，以分别得到数据D1(E)～D4(E)。
步骤435：将数据D1(E)～D4(E)向左平移一位，以分别得到数据D1(F)～D4(F)。
在步骤440中，本发明会计算数据D1(F)～D4(F)中所有位的总值SUM。若SUM为2则判定校正成功，接着执行步骤450以依据数据D1(F)～D4(F)中位1的位置求出相对应中心点，并依此求出每一通道的最佳相位关系，如图8A～8B所示；若SUM不为2则会执行步骤470以判定校正失败，如图9A和9B所示。
在求出每一通道的最佳相位关系后，本发明在步骤460中可进入正常模式，并依据每一通道的最佳相位关系来调整频率信号或相对应数据信号的相位。
针对MIDI中每一传输通道，本发明可针对一个或多个特定值的数据信号进行不同阶段的偏移调整，再求出每一传输通道的最佳相位关系，因此能依据每一通道的最佳相位关系来调整频率信号或相对应数据信号的相位。
综上所述，在非理想传输环境下，即使MIDI中每一通道存在不同程度的信号偏移，本发明能同步所有信号的时序，进而确保数据读取的正确性。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种校正一移动产业处理器接口中信号偏移的方法，其特征在于，包括：
在一校正模式下，通过该移动产业处理器接口的一频率信道和一数据信道分别传送一频率信号和一第一数据信号；
调整该频率信号和该第一数据信号的相位以分别提供相对应的一测试频率信号和一第一测试数据信号；
依据该测试频率信号来撷取该第一测试数据信号以得到一第一撷取数据；
依据该第一撷取资料求出对应于该频率信道和该数据信道的一最佳相位关系；以及
在一正常模式下传送该频率信号和该数据信号时，依据该最佳相位关系来调整该频率信道和该数据信道的信号延迟。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，更包括：
将该频率信号分别延迟0至(N-1)个单位时间以分别提供第1至N测试频率信号，其中N为大于1的整数；
将该第一数据信号分别延迟0至(N-1)个单位时间以分别提供第1至N笔第一测试数据信号；
依据该第1笔测试频率信号来撷取该第1至N笔第一测试数据信号且分别依据该第1至N笔测试频率信号来撷取该第1笔第一测试数据信号，进而得到2N笔第一撷取数据判断每一笔第一撷取资料是否符合对应于该第一数据信号的一预定数据；
将每一笔第一撷取数据中符合该预定数据的位判定为一数据正确区域；以及
依据该数据正确区域的一中心点来决定该最佳相位关系。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，更包括：
在该校正模式下，通过该数据信道来传送一第二数据信号，其中该第一数据信号和该第二数据信号具不同值；
调整该第二数据信号的相位以提供相对应的一第二测试数据信号；
依据该测试频率信号来撷取该第二测试数据信号以得到一第二撷取数据；以及
依据该第一和第二撷取资料求出对应于该频率信道和该数据信道的该最佳相位关系。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，更包括：
将该频率信号分别延迟0至(N-1)个单位时间以分别提供第1至N笔测试频率信号，其中N为大于1的整数；
将该第一数据信号分别延迟0至(N-1)个单位时间以分别提供第1至N笔第一测试数据信号；
将该第二数据信号分别延迟0至(N-1)个单位时间以分别提供第1至N笔第二测试数据信号；
依据该第1笔测试频率信号来撷取该第1至N笔第一测试数据信号且分别依据该第1至N笔测试频率信号来撷取该第1笔第一测试数据信号，进而得到2N笔第一撷取数据；
依据该第1笔测试频率信号来撷取该第1至N笔第二测试数据信号且分别依据该第1至N笔测试频率信号来撷取该第1笔第二测试数据信号，进而得到2N笔第二撷取数据；
判断每一笔第一撷取资料是否符合对应于该第一数据信号的一第一预定数据；
判断每一笔第二撷取资料是否符合对应于该第二数据信号的一第二预定数据；
将每一笔第一撷取数据中符合该第一预定数据的位判定为一第一数据正确区域且将每一笔第二撷取数据中符合该第二预定数据的位判定为一第二数据正确区域；
依据该第一数据正确区域和该第二数据正确区域来决定对应于该数据信道的一最佳数据正确区域；以及
依据该最佳数据正确区域的一中心点决定该最佳相位关系。
5.一种使用一移动产业处理器接口的传输系统，其特征在于，包括：
一主控端电路，用来通过该移动产业处理器接口的一第一信道和一第二信道分别传送一频率信号和一数据信号；
一客户端电路，用来依据一最佳相位关系来调整该第一信道和该第二信道的信号延迟，其包括：
一接收电路，用来接收该频率信号和该数据信号；
一校正电路，用来调整该频率信号和该数据信号的相位以分别提供相对应的一测试频率信号和一测试数据信号、依据该测试频率信号来撷取该测试数据信号以得到一撷取资料，并依据该撷取资料求出该最佳相位关系。
6.如权利要求5所述的传输系统，其特征在于，该校正电路更包括一延迟单元，用来调整该频率信号和该数据信号的相位；
一比较单元，用来比较该撷取数据和对应于该数据信号的一预定数据；
一储存单元，用来储存该比较单元的比较结果；
一计算单元，用来依据该比较单元的比较结果求出该最佳相位关系；以及
一控制单元，用来依据该最佳相位关系来控制该延迟单元以调整该第一信道和该第二信道的信号延迟。
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