DE112012002684B4

DE112012002684B4 - Verbesserter phasenunterscheider für eine schnelle phasenausrichtung

Info

Publication number: DE112012002684B4
Application number: DE112012002684.5T
Authority: DE
Inventors: Holger Wenske
Original assignee: Intel Mobile Communications GmbH
Current assignee: Intel Deutschland GmbH
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2015-11-26
Anticipated expiration: 2032-06-27
Also published as: US20130003907A1; CN103621005B; DE112012002684T5; CN103621005A; US8611487B2; WO2013000891A1; EP2727276A1

Abstract

Phasenausrichtungssystem, welches Folgendes umfasst:
mehrere Abtaster, die dafür ausgelegt sind, ein eingehendes Signal und ein phasenangepasstes Taktsignal zu empfangen und Abtastwerte entsprechend dem eingehenden Signal und dem phasenangepassten Taktsignal bereitzustellen,
einen Taktverteiler, der dafür ausgelegt ist, ein Taktanpassungssignal zu empfangen und das phasenangepasste Taktsignal entsprechend dem Taktanpassungssignal zu erzeugen,
einen Phasendetektor mit einem Steigungsdetektor, einem Befehlscodierer und einer Rauschlogik, wobei der Steigungsdetektor dafür ausgelegt ist, die Abtastwerte zu empfangen, und Steigungsindikatoren entsprechend den Abtastwerten erzeugt, der Befehlscodierer dafür ausgelegt ist, die Steigungsindikatoren zu empfangen und die erweiterten Phasenausrichtungsbefehle abzuleiten, und die Rauschlogik dafür ausgelegt ist, ein Rauschhinweissignal entsprechend den Steigungsindikatoren zu erzeugen, und
eine Phasenausrichtungssteuerung, die dafür ausgelegt ist, die erweiterten Phasenausrichtungsbefehle und ein Rauschhinweissignal zu empfangen und ein Taktanpassungssignal dem Taktverteiler bereitzustellen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Digitaldatenströme ermöglichen es, hohe Datenmengen über verhältnismäßig lange Strecken, häufig bei hohen Frequenzen, zu übertragen. Beispielsweise können serielle Hochgeschwindigkeitsdatenströme Daten im Gigabitbereich und darüber übertragen. Einige Digitaldatenströme, insbesondere serielle Hochgeschwindigkeitsdatenströme, werden ohne ein begleitendes Taktsignal übertragen. Ein Transceiver erzeugt einen Takt anhand einer genäherten Frequenzreferenz und führt dann eine Phasenausrichtung mit Übergängen im Datenstrom aus. Viele Digitaldatenströme erfordern verhältnismäßig kleine Vorspänne und große Nutzinformationen, um Datenratenübertragungsanforderungen zu erfüllen. Demgemäß erfordern diese Ströme ein schnelles Verriegeln auf eingehende Daten.
Die Schaltungen, die auf eingehende Digitaldatenströme verriegeln, werden als Takt- und Datenwiederherstellungseinheiten (CDR) bezeichnet. Diese Module sind in Transceiver-/Empfängermodulen vorhanden und führen eine Phasenausrichtung und Phasenauswahl aus, um auf eingehende Datenströme zu verriegeln. Die Phasenausrichtung versucht, die Abtastzeit auf ein Zentrum eines empfangenen Signals (Bitzelle) zu setzen. Bei einem Beispiel verwendet ein herkömmliches System eine Phasenregelschleife (PLL) zur Ausführung der Phasenausrichtung. Die Phasenauswahl erfasst Datenübergänge und wählt Datenabtastwerte, die von den erfassten Datenübergängen am weitesten entfernt sind.
Herkömmliche Lösungen verwenden klassische Phasendetektoren, einschließlich Exklusiv-ODER-(EX-ODER)-Detektoren, und sie werden durch hochfrequente Signale mit kurzen Vorspännen herausgefordert. Die herkömmlichen Lösungen leiden an Beschränkungen in Bezug auf verwendbare Synchronisationsvorspänne und Spannungsversatztoleranzen. Die klassischen Phasendetektoren stellen nur begrenzte Ausgangssignale bereit. Daher können lange Totzeiten auftreten, wenn keine klare Phasenbeziehung zwischen dem Eingangsmuster und dem Abtasttakt vorhanden ist. Dies kann verhindern, dass eine Phasenausrichtungslogik schnell oder korrekt arbeitet.
Klassische Hochgeschwindigkeits-Takt- und Datenwiederherstellungsschaltungen versuchen, den Abtastpunkt für einen Datenabtaster durch Betrachten von Abtastwerten an Steigungen und/oder Flanken eines Eingangssignals an einem optimalen Punkt zu halten. Taktphasenänderungen werden dann von einer Anzahl von Abtastwerten abgeleitet, wobei eine ausreichende Anzahl von Steigungen erfasst wird. Falls die Steigung zwischen dem Abtastpunkt an der ansteigenden Flanke und dem Datenabtastpunkt liegt, kann die Datenabtastung im Allgemeinen als spät angesehen werden. Falls die Steigung zwischen einem Datenabtastpunkt und dem folgenden Flankenabtastpunkt liegt, erfolgt die Datenabtastung zu früh. Falls es Steigungen in beiden Zeitabschnitten gibt, wird keine Aktion vorgenommen, und es liegt eine Phasenausrichtung vor. Falls ein Abtastfehler oder Rauschen auftritt, wie zu viele erfasste Übergänge in einem Zyklus, wird keine Aktion vorgenommen, und erforderliche Anpassungen können verzögert werden. Die herkömmlichen Systeme warten, bis zusätzliche Abtastwerte erhalten werden. Ferner kann die vorherrschende Verwendung kurzer Vorspänne und/oder Synchronisationsperioden die Phasenverriegelung weiter verzögern und die Datenübertragung verhindern oder verringern.
Aus der Druckschrift US 5,068,628 A ist eine digital gesteuerte Zeitabstimmungswiederherstellungsschleife bekannt, die mehrere Abtaster, einen Phasendetektor, einen digital gesteuerten Ringoszillator mit Taktphaseneinstellung und eine Abtasttakterzeugungseinheit umfasst. Der Ringoszillator wird dabei über eine Kommandoablaufsteuerung gesteuert, die auf Basis von in dem Phasendetektor erzeugter Phasenausrichtungsbefehle arbeitet. Der Ringoszillator erzeugt dabei ein Oszillationssignal, das über einen Taktteiler in ein Ausgangstaktsignal gewandelt wird. Aus dem Ausgangstaktsignal werden in der Abtasttakterzeugungseinheit taktangepasste Abtastsignale für die Abtaster zum Abtasten eines an die Schleife angelegten Signals erzeugt.
Aus der Druckschrift US 2008/0080649 A1 ist eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines Taktversatzes in einem Takt- und Datenrückgewinnungssystem bekannt. Die Vorrichtung weist dazu mehrere Abtaster, einen Phasendetektor, ein Schleifenfilter, einen mehrphasigen Takterzeuger und eine Anordnung von Taktpuffern auf. Die Abtaster tasten ein einlaufendes Signal mit einem phasenangepassten Taktsignal ab und geben entsprechende Abtastwerte an den Phasendetektor weiter, welcher über das Schleifenfilter Phasenausrichtungsbefehle an den Takterzeuger sendet.
KURZBESCHREIBUNG DER
1 ist ein Blockdiagramm eines Phasenausrichtungssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 ist ein Blockdiagramm eines Phasendetektors gemäß der Erfindung.
3A ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Erzeugung eines Befehls anhand eines eingehenden Signals gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
3B ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Erzeugung eines Befehls anhand eines eingehenden Signals gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
4A zeigt ein Beispiel möglicher Abtastwerte für eine Konfiguration eines Phasendetektors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
4B zeigt abgeleitete Steigungen und Befehle entsprechend den Abtastwerten aus 4A.
5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Ausführen einer Phasenausrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein Phasenausrichtungssystem, das mehrere Abtaster, einen Taktverteiler, einen Phasendetektor, eine Phasenausrichtungssteuerung und eine Rauschlogik aufweist. Die Abtaster sind dafür ausgelegt, ein eingehendes Signal und ein phasenangepasstes Taktsignal zu empfangen und Abtastwerte entsprechend dem eingehenden Signal bereitzustellen. Der Taktverteiler empfängt ein Taktanpassungssignal und erzeugt das phasenangepasste Taktsignal, welches die Abtastung des eingehenden Signals auslöst. Das Taktanpassungssignal gibt eine Richtung der Phasenanpassung an und kann einen Betrag der Phasenanpassung aufweisen. Der Phasendetektor empfängt die Abtastwerte und stellt von den Abtastwerten abgeleitete erweiterte Phasenausrichtungsbefehle bereit. Die Phasenausrichtungssteuerung empfängt die erweiterten Phasenausrichtungsbefehle und ein Rauschhinweissignal und stellt das Taktanpassungssignal dem Taktverteiler bereit. Die Rauschlogik analysiert das eingehende Signal und/oder Abtastwerte auf Hinweise für Rauschen oder Spannungsversätze und stellt das Rauschhinweissignal der Phasenausrichtungssteuerung bereit. Das Rauschhinweissignal weist Informationen über die Wahrscheinlichkeit davon auf, dass Rauschen und/oder Spannungsversätze vorhanden sind, und kann die Wahrscheinlichkeit angeben, dass mögliche Befehle falsch sind, wodurch die Verriegelungszeit verbessert wird und vernünftige Anpassungen bereitgestellt werden. Gemäß einer alternativen Ausführungsform weisen die erweiterten Phasenausrichtungsbefehle wahrscheinliche Befehle auf, wie wahrscheinlich vorwärts und wahrscheinlich rückwärts.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zum Ausführen einer Phasenausrichtung ausgeführt. Ein eingehendes Signal wird entsprechend einem phasenangepassten Taktsignal abgetastet. Das eingehende Signal ist ein serieller Digitaldatenstrom. Eine spezifizierte Anzahl von Abtastwerten wird typischerweise pro Taktphase des eingehenden Signals erhalten. Die Abtastwerte werden verwendet, um Steigungsindikatoren zu erzeugen, welche ein Vorhandensein von Übergängen zwischen individuellen Abtastwerten der erzeugten Abtastwerte angeben. Erweiterte Phasenausrichtungsbefehle werden dann entsprechend den Steigungsindikatoren erzeugt. Die erweiterten Phasenausrichtungsbefehle weisen Richtungen für Sequenzen von Steigungsindikatoren auf, welche herkömmliche Systeme als zweideutig ansehen. Ein Rauschhinweissignal wird durch Analysieren des eingehenden Signals und/oder Abtastwerten auf Rauschen unter Einschluss von Spannungsversätzen erzeugt. Ein Taktanpassungssignal wird entsprechend den erweiterten Phasenausrichtungsbefehlen und dem Rauschhinweissignal erzeugt. Das Taktanpassungssignal wird dann verwendet, um eine nächste Taktphase des eingehenden Signals abzutasten.
Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf die Figuren der anliegenden Zeichnung beschrieben, wobei überall gleiche Bezugszahlen verwendet werden, um gleiche Elemente zu bezeichnen, und wobei die erläuterten Strukturen und Vorrichtungen nicht notwendigerweise maßstabsgerecht gezeichnet sind.
1 ist ein Blockdiagramm eines Phasenausrichtungssystems 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das System 100 führt eine Phasenausrichtung unter Verwendung einer verbesserten Phasenunterscheidung aus. Das System 100 rastet durch Interpretieren herkömmlich als zweideutig angesehener Abtastwerte und durch die Verwendung einer geeigneten Anzahl von Abtastwerten in einer verhältnismäßig kurzen Zeit auf eingehende Digitalsignale. Das System 100 erreicht dies teilweise durch Berücksichtigen oder Ausführen von Phasenanpassungen, denen sich herkömmliche Systeme nicht bewusst sind und/oder die als zweideutig angesehen werden.
Das System weist Abtaster 102, einen Taktverteiler 104, einen Phasendetektor 106, eine schnelle Phasenausrichtungssteuereinheit 108 und einen Taktteiler 111 auf. Das eingehende Signal 116 wird von den Abtastern 102 empfangen. Das eingehende Signal ist ein Digitaldatenstrom in der Art eines Datenbündels, eines Kommunikationssignals und dergleichen. Die Abtaster 102 sind dafür ausgelegt, ein eingehendes Signal zu mehreren Zeitpunkten einer Taktphase abzutasten. Ein Ziel besteht darin, Datenabtastwerte an einem Abtastpunkt zu erhalten, der für das Erhalten von Daten vom eingehenden Signal vorteilhaft ist, und Flankenabtastwerte an einem Abtastpunkt in der Nähe von Übergängen oder Signalsteigungen des eingehenden Signals 116 zu erhalten. Bei einem Beispiel tasten die Abtaster 102 das eingehende Signal an ansteigenden oder abfallenden Flanken des phasenangepassten Taktsignals (der phasenangepassten Taktsignale) ab.
Die Abtaster 102 können in einer Vielzahl geeigneter Weisen konfiguriert werden, um Abtastwerte des eingehenden Signals 116 auf der Grundlage des phasenangepassten Taktsignals zu erhalten. Die Abtaster 102 können in einer einzigen oder in mehreren Abtaststufen angeordnet sein. Die Abtaster 102 können als Flankenabtaster oder Datenabtaster festgelegt sein, oder die Festlegung kann während des Betriebs dynamisch bestimmt werden. Bei einem Beispiel sind die Abtaster 102 Analog-zu-Digital-Wandler, insbesondere wenn eine Amplitude des eingehenden Signals klein ist, beispielsweise 50 mV.
Im Allgemeinen können die Anzahl der im System 100 vorhandenen Abtaster 102 und/oder die Anzahl der pro Taktphase erhaltenen Abtastwerte von einer Vielzahl von Faktoren abhängen, welche die Frequenz des eingehenden Signals, die Datenrate des eingehenden Signals, die Vorspanngröße, Rauschpegel, mögliche Spannungsversätze, Nutzinformationen, die gewünschte Phasenverriegelungszeit und dergleichen einschließen, jedoch nicht darauf beschränkt sind. Die Abtastwerte, die typischerweise Flanken- und Datenabtastwerte umfassen, werden dann dem Datendetektor 106 für die Analyse bereitgestellt. Bei einem Beispiel arbeitet ein erster Abtaster 102a als ein Datenabtaster und tastet das eingehende Signal 116 auf einer ansteigenden Flanke des phasenangepassten Taktsignals ab. Ein zweiter Abtaster 102b arbeitet als ein Flankenabtaster und tastet das eingehende Signal 116 auf einer zweiten abfallenden Flanke des phasenangepassten Taktsignals ab. Ein dritter Abtaster 102c arbeitet als ein Datenabtaster und tastet das eingehende Signal auf einer dritten Flanke des phasenangepassten Taktsignals ab. Ein vierter Abtaster von den Abtastern 102 tastet das eingehende Signal auf einer vierten Flanke des phasenangepassten Taktsignals ab.
Bei einem anderen Beispiel umfasst das phasenangepasste Taktsignal mehrere Taktsignale, die in Bezug zueinander phasenangepasst sind. Beispielsweise arbeitet ein erster Abtaster als ein Datenabtaster und tastet das eingehende Signal 116 auf einer ansteigenden Flanke eines ersten Signals des phasenangepassten Taktsignals ab. Ein zweiter Abtaster arbeitet als ein Flankenabtaster und tastet das eingehende Signal 116 auf einer ansteigenden Flanke eines zweiten Signals des phasenangepassten Taktsignals ab. Ein dritter Abtaster arbeitet als ein zweiter Datenabtaster und tastet das eingehende Signal 116 auf einer ansteigenden Flanke eines dritten Signals des phasenangepassten Taktsignals ab. Ein vierter Abtaster arbeitet als ein zweiter Flankenabtaster und tastet das eingehende Signal 116 auf einer ansteigenden Flanke eines vierten Signals des phasenangepassten Taktsignals ab.
Der Taktverteiler 104 ist dafür ausgelegt, ein oder mehrere intern erzeugte Taktsignale zuzuführen, die als phasenangepasstes Taktsignal 118 bezeichnet werden. Der phasenangepasste Takt 118 wird entsprechend einem internen Takt und einem Taktanpassungssignal erzeugt. Bei einem Beispiel wird eine Decodermultiplexierung verwendet, um eine von mehreren verfügbaren Phasen auszuwählen. Die Signale oder Phasen sind typischerweise zueinander phasenverschoben und werden den Abtastern 102 bereitgestellt.
Der Taktverteiler 104 ändert die Phase des intern erzeugten Taktsignals, um verschiedene Punkte des eingehenden Signals 116 auf der Grundlage der ansteigenden und/oder abfallenden Flanken der phasenangepassten Taktsignale abzutasten. Die Phasen werden entsprechend dem Taktanpassungssignal geändert, welches eine Anpassung gegenüber der aktuellen Phase angibt. Bei einem Beispiel gibt das Taktanpassungssignal eine Richtung der Phasenanpassung gegenüber der aktuellen Phase an. Bei einem anderen Beispiel gibt das Taktanpassungssignal an, ob eine frühere Phase oder eine spätere Phase als die aktuelle Phase verwendet werden sollte. Bei einem anderen Beispiel weist das Taktanpassungssignal eine Richtung der Phasenanpassung, wie vorwärts oder rückwärts, und einen Anpassungsbetrag auf.
Der Phasendetektor 106 analysiert die Abtastwerte, um zu identifizieren, wann ein Übergang aufgetreten ist, und erzeugt Befehle zum Modifizieren oder Anpassen des Phasenanpassungssignals. Falls die Steigung zwischen dem Abtastpunkt an der ansteigenden Flanke und dem Datenabtastpunkt liegt, kann die Datenabtastung im Allgemeinen als spät angesehen werden. Falls die Steigung zwischen einem Datenabtastpunkt und dem folgenden Flankenabtastpunkt liegt, erfolgt die Datenabtastung zu früh. Falls es Steigungen in beiden Zeitabschnitten gibt, wird keine Aktion vorgenommen, und es liegt eine Phasenausrichtung vor. Falls zusätzliche Steigungen vorhanden sind, kann Rauschen ein Faktor sein, es können jedoch wahrscheinliche Anpassungen bestimmt werden.
Der Phasendetektor 106 empfängt die Abtastwerte von den Abtastern 102 und erzeugt die erweiterten Befehle, die auch als Korrekturen bezeichnet werden, entsprechend den empfangenen Abtastwerten. Zusätzlich empfängt der Phasendetektor 106 einen geteilten Takt und stellt ein Rauschhinweissignal bereit. Die Abtastwerte stellen eine Sequenz von Datenpunkten, Abtastwerten oder Werten des eingehenden Signals an regulären Zeitpunkten (Phasenpunkten) dar. Typischerweise werden die Abtastwerte als Datenabtastwerte und Flankenabtastwerte kategorisiert. Die Datenabtastwerte repräsentierten erwartete Datenabschnitte des eingehenden Signals 116, und die Flankenabtastwerte geben erwartete Flankenabschnitte des eingehenden Signals an. Die Abtastwerte selbst bestehen aus logischen Werten, wie 0, 1, hoch oder niedrig. Beispielsweise kann eine ”0” einen Abtastwert auf dem eingehenden Signal darstellen, der niedrig oder ”0” oder negativ ist, und kann eine ”1” einen Abtastwert auf dem eingehenden Signal darstellen, der hoch oder ”1” oder positiv ist.
Der Phasendetektor 106 erzeugt einen Befehl, typischerweise einen für jede Taktphase, jeden Zyklus oder jedes Datenbit entsprechend den empfangenen Abtastwerten, sobald zumindest die kleinste erforderliche Anzahl von Abtastwerten für das Vornehmen einer Entscheidung verfügbar ist. Herkömmliche Systeme sind dafür ausgelegt, nur eine begrenzte Anzahl von Befehlen, wie Vorwärts, Rückwärts oder Warten, anzugeben. Allerdings hat der Phasendetektor 106 einen erweiterten Befehlssatz, der in herkömmlichen Systemen zumindest teilweise nicht vorhanden ist. Daher kann die Phasenausrichtung schneller geschehen als bei herkömmlichen Systemen. Dagegen erzeugt der Phasendetektor 106 eine größere Anzahl von Befehlen als herkömmliche Systeme.
Gemäß der aktuellen Ausführungsform erzeugt der Phasendetektor 106 einen erweiterten Befehlssatz, einschließlich Warten, Zurück, Vorwärts, Fertig, Invertieren, Wahrscheinlich zurück und Wahrscheinlich vorwärts. Der ”Warten”-Befehl gibt an, nichts zu unternehmen und auf mehr Abtastwerte zu warten. Der ”Rückwärts”-Befehl gibt an, dass eine Taktphase verwendet werden sollte, die später liegt als eine aktuell verwendete Taktphase. Der ”Vorwärts”-Befehl gibt an, dass eine Taktphase verwendet werden sollte, die früher liegt als eine aktuell verwendete Taktphase. Der ”Fertig”-Befehl gibt an, dass die aktuell verwendete Taktphase passt. Der ”Invertieren”-Befehl gibt an, dass die um 180 Grad verschobene aktuell verwendete Taktphase passt. Der ”Wahrscheinlich-vorwärts”-Befehl gibt an, dass ein Abtastfehler vorliegen kann, jedoch wahrscheinlich eine Taktphase verwendet werden sollte, die früher liegt als die aktuell verwendete Taktphase. Der ”Wahrscheinlich-zurück”-Befehl gibt an, dass ein Abtastfehler vorliegen kann, jedoch wahrscheinlich eine Taktphase verwendet werden sollte, die später liegt als die aktuell verwendete Taktphase. Die Abtastfehler können das Ergebnis von Rauschen im eingehenden Signal 116 und/oder eines Spannungsversatzes im eingehenden Signal sein. Es sei bemerkt, dass der vorstehend bereitgestellte erweiterte Befehlssatz als ein Beispiel dient und dass gemäß der Erfindung auch andere Befehlssätze erwogen werden.
Der vom Phasendetektor 106 empfangene geteilte Takt kann einen oder mehrere geteilte Takte des Phasenausrichtungstakts umfassen. Der geteilte Takt ermöglicht es dem Phasendetektor 106, mit mehreren Verriegelungsstufen mit einem oder mehreren geteilten Takten zu arbeiten, um Abtastwerte für verschiedene Dauern und/oder an verschiedenen Abtastpunkten zu speichern. Der geteilte Takt erleichtert das Aufrechterhalten der Abtastwerte und/oder anderer Informationen, bis Übergänge identifiziert wurden und Befehle erzeugt wurden.
Rauschen und Versätze sind häufig im eingehenden Signal 116 vorhanden und können von Verzerrungen und Interferenzen, wie Reflexionen, eine Abschwächung, ein Übersprechen und Interferenzen, herbeigeführt werden. Der Phasendetektor 106 analysiert Übergänge oder Steigungen, um die Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, dass Rauschen und/oder Spannungsversätze im eingehenden Signal vorhanden sind. Dadurch wird das Rauschhinweissignal erzeugt und weist Informationen über die Wahrscheinlichkeit auf, dass Rauschen und/oder Spannungsversätze vorhanden sind, und es kann die Wahrscheinlichkeit angeben, dass mögliche Befehle falsch sind. Die Verwendung des Rauschhinweissignals kann die Verriegelungszeit verbessern und beweisen, dass Anpassungen vernünftig sind.
Die schnelle Phasenausrichtungssteuerung 108 empfängt die erweiterten Befehle vom Phasendetektor 106 und stellt das Taktanpassungssignal dem Taktverteiler 104 bereit. Zusätzlich empfängt die Phasenausrichtungssteuerung 108 das Rauschhinweissignal. Ferner stellt die Phasenausrichtungssteuerung 108 ein ausgewähltes Phasensignal und ein verriegeltes Signal bereit. Die Phasenausrichtungssteuerung 108 speichert die Geschichte empfangener erweiterter Befehle vom Phasendetektor, um zu entscheiden, ob die Phasenausrichtung erreicht wurde. Bei einem Beispiel weist die Phasenausrichtungssteuerung 108 eine Speicherkomponente zum Speichern und Analysieren empfangener erweiterter Befehle auf. Das ausgewählte Phasensignal identifiziert eine aktuelle oder ausgewählte Phase. Das ausgewählte Phasensignal gibt an, dass eine Phasenausrichtung geschieht oder geschehen ist, und es kann von anderen Transceiverkomponenten (nicht dargestellt) empfangen werden. Das verriegelte Signal kann beim Empfang eines geeigneten Befehls, wie ”Fertig”, vom Phasendetektor 106 oder falls die gespeicherte Geschichte erweiterter Phasendetektorbefehle das Erreichen eines Endzustands zeigt, erzeugt werden. Das verriegelte Signal gibt das Ende der schnellen Phasenausrichtung und die Gültigkeit der ausgewählten Phasenausgabe an.
Das Taktanpassungssignal informiert den Taktverteiler 104, ob eine frühere Taktphase, eine spätere Taktphase oder keine Anpassung verwendet werden sollte. Zusätzlich kann das Taktanpassungssignal einen Anpassungsbetrag sowie die Richtung spezifizieren. Das Taktanpassungssignal wird entsprechend dem Befehl vom Phasendetektor 106 und entsprechend dem Rauschhinweissignal erzeugt. Falls das Rauschhinweissignal angibt, dass das Rauschen im eingehenden Signal oberhalb eines Schwellenwerts liegt, kann die Phasenausrichtungssteuerung 108 bestimmen, dass ein wahrscheinliches Vorwärts oder ein wahrscheinliches Rückwärts das Ergebnis von Rauschen ist, und eine fehlerhafte Phasenanpassung vermeiden. Falls das Rauschhinweissignal allerdings unterhalb eines Schwellenwerts liegt, kann die Phasenausrichtungssteuerung 108 bestimmen, dass ein wahrscheinliches Vorwärts oder ein wahrscheinliches Rückwärts wahrscheinlich ein Vorwärts oder ein Rückwärts ist, und das Taktanpassungssignal auf Früher bzw. Später setzen. Der Schwellenwert kann in das System aufgenommen werden oder vom System 100 dynamisch bestimmt werden. Der Schwellenwert ist von der Wahrscheinlichkeit abhängig. Bei einem Beispiel wird der Schwellenwert so ausgewählt, dass die Wahrscheinlichkeit, dass eine vorgeschlagene Anpassung eine Korrektur in der richtigen Richtung erzeugt, größer als 50 Prozent ist.
Der Taktteiler 111 empfängt das phasenangepasste Taktsignal und teilt das Signal in einen geteilten Takt, der dem Phasendetektor 106 bereitgestellt wird. Der geteilte Takt kann ein oder mehrere geteilte Taktsignale umfassen und vom Phasendetektor 106 verwendet werden, um Abtastwerte von anderen Taktphasen oder -zyklen zu erhalten oder zu verwenden, wie vorstehend beschrieben wurde.
Es sei bemerkt, dass gemäß der Erfindung Abänderungen am Phasenausrichtungssystem 100 erwogen werden. Geeignete Komponenten können hinzugefügt werden, und offenbarte Komponenten können fortgelassen oder modifiziert werden und noch erfindungsgemäß sein.
2 ist ein Blockdiagramm eines Phasendetektors 106 gemäß der Erfindung. Der Phasendetektor 106 kann mit dem System 100 aus 1 verwendet werden. Der Phasendetektor 106 empfängt Abtastwerte und erzeugt Befehle, welche Phasenanpassungen als ein Ergebnis angeben. Der Phasendetektor 106 ist in einer Konfiguration dargestellt, andere erfindungsgemäße geeignete Konfigurationen werden jedoch auch erwogen.
Die Abtastwerte werden für eine gegebene Taktphase empfangen, was auch als Zyklus oder Dateneinheit bezeichnet wird. Wie vorstehend erwähnt wurde, stellen die Abtastwerte eine Sequenz von Datenpunkten oder Werten des eingehenden Signals an regulären Zeitpunkten (Zeitphasen) dar. Typischerweise werden die Abtastwerte als Datenabtastwerte und Flankenabtastwerte kategorisiert. Die Datenabtastwerte geben erwartete Datenabschnitte des eingehenden Signals 116 an, und die Flankenabtastwerte geben erwartete Flankenabschnitte des eingehenden Signals an. Die Abtastwerte selbst umfassen logische Werte, wie 0, 1, hoch oder niedrig. Beispielsweise kann eine ”0” einen Abtastwert auf dem eingehenden Signal darstellen, der niedrig oder ”0” ist, und kann eine ”1” einen Abtastwert auf dem eingehenden Signal darstellen, der hoch oder ”1” ist.
Der Phasendetektor 106 weist einen Steigungsdetektor 112, einen Steigung-zu-Befehl-Codierer 114, eine Rauschlogik 118 und eine Verriegelungsstufe 120 auf. Die Verriegelungsstufe 120 ist dafür ausgelegt, einen oder mehrere Abtastwerte aus vorhergehenden Zyklen zu speichern oder zu verriegeln. Die vorliegende Ausführungsform verwendet einen geteilten Takt für die Verriegelungsstufe 120, alternative Ausführungsformen können jedoch auch andere Mechanismen aufweisen, um Abtastwerte von vorhergehenden Zyklen oder Taktphasen aufrechtzuerhalten. Bei einem Beispiel hält die Verriegelungsstufe 120 einen letzten Datenabtastwert eines vorhergehenden Zyklus aufrecht. Bei einem anderen Beispiel hält die Verriegelungsstufe 120 einen Datenabtastwert von einer vorhergehenden Phase aufrecht.
Der Steigungsdetektor 112 analysiert die Abtastwerte und erzeugt eine Sequenz von Steigungsindikatoren entsprechend den Abtastwerten. Jeder Indikator zeigt, ob von einem Abtastwert zu einem anderen Abtastwert ein Übergang oder eine Steigung aufgetreten ist. Falls das phasenangepasste Taktsignal zum eingehenden Signal passt, sollten die Übergänge an Flankenabtastwerten geschehen, wodurch das Vorhandensein von Flanken verifiziert wird. Der Steigungsdetektor 112 stellt die Sequenz von Steigungsindikatoren dem Steigung-zu-Befehl-Codierer 114 bereit.
Bei einem Beispiel werden 4 Abtastwerte von einem aktuellen Zyklus und ein letzter Abtastwert von einem vorhergehenden Zyklus analysiert, um Steigungen oder Übergänge zu identifizieren. Falls demgemäß ein erster Abtastwert eine 0 angibt und ein zweiter Abtastwert eine 1 angibt, wird ein Steigungsindikator mit einem Wert von 1 dem Steigung-zu-Befehl-Codierer 114 bereitgestellt. Falls der erste Abtastwert eine 0 angibt und ein zweiter Abtastwert eine 0 angibt, wird ein Steigungsindikator mit einem Wert von 0 erzeugt und dem Steigung-zu-Befehl-Codierer 114 bereitgestellt.
Der Steigungsbefehlscodierer 114 empfängt die Sequenz von Steigungsindikatoren für jeden Zyklus und erzeugt einen Befehl anhand einer Gruppe erweiterter Befehle. Die möglichen Befehle weisen Warten, Zurück, Vorwärts, Fertig, Invertieren, Wahrscheinlich zurück und Wahrscheinlich vorwärts auf, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Der ”Warten”-Befehl gibt an, nichts zu unternehmen und auf mehr Abtastwerte zu warten. Dieser kann auftreten, wenn keine Steigungsindikatoren einen Übergang zeigen. Der ”Rückwärts”-Befehl gibt an, dass eine Taktphase verwendet werden sollte, die später liegt als eine aktuell verwendete Taktphase. Hier zeigen die Steigungsindikatoren eine Steigung, welche eine Flanke angibt, die jedoch zu früh auftritt. Der ”Vorwärts”-Befehl gibt an, dass eine Taktphase verwendet werden sollte, die früher liegt als eine aktuell verwendete Taktphase. Hier zeigen die Steigungsindikatoren eine Steigung, die eine Flanke angibt, die jedoch zu spät auftritt. Der ”Fertig”-Befehl gibt an, dass die aktuell verwendete Taktphase passt. Demgemäß zeigen die Steigungsindikatoren die Flanke zur geeigneten Zeit. Der ”Invertieren”-Befehl gibt an, dass die um 180 Grad verschobene aktuell verwendete Taktphase passt. Der ”Wahrscheinlich-vorwärts”-Befehl gibt an, dass ein Abtastfehler vorliegen kann, jedoch wahrscheinlich eine Taktphase verwendet werden sollte, die früher liegt als die aktuell verwendete Taktphase. Hier identifizieren die Steigungsindikatoren einen zusätzlichen Übergang, der auf Rauschen zurückzuführen sein könnte. Der ”Wahrscheinlich-zurück”-Befehl gibt an, dass ein Abtastfehler vorliegen kann, jedoch wahrscheinlich eine Taktphase verwendet werden sollte, die später liegt als die aktuell verwendete Taktphase. Hier geben die Steigungsindikatoren einen zusätzlichen Übergang an, der auf Rauschen zurückzuführen sein könnte.
Bei einem Beispiel werden die erweiterten Befehle von einer Nachschlagetabelle entsprechend der empfangenen Sequenz von Steigungsindikatoren abgeleitet. Jede Sequenz von Steigungsindikatoren entspricht einer Taktphase oder einem Taktzyklus. Bei einem Beispiel sind die Sequenzen von Steigungsindikatoren Eingaben in eine Demultiplexierschaltung, die einen geeigneten erweiterten Befehl auswählt. Es ist jedoch zu verstehen, dass andere geeignete Mechanismen verwendet werden können, um die erweiterten Befehle von der Sequenz von Steigungsindikatoren abzuleiten.
Die Rauschlogik 118 empfängt auch die Steigungsindikatoren vom Steigungsdetektor 112. Rauschen und Versätze sind häufig in eingehenden Signalen vorhanden und können von Verzerrungen und Interferenzen, wie Reflexionen, eine Abschwächung, ein Übersprechen und Interferenzen, herbeigeführt werden. Die Rauschlogik 118 analysiert Übergänge oder Steigungen, um die Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, dass Rauschen und/oder Spannungsversätze im eingehenden Signal vorhanden sind. Die Rauschlogik 118 erzeugt dann ein Rauschhinweissignal, das rauschbezogene Informationen aufweist, wie die Wahrscheinlichkeit, dass Rauschen und/oder Spannungsversätze vorhanden sind, und die Wahrscheinlichkeit angeben kann, dass erweiterte Befehle falsch sind. Die Verwendung des Rauschhinweissignals kann die Verriegelungszeit verbessern und vernünftige Einstellungen bereitstellen.
Die 3A und 3B sind Zeitablaufdiagramme, die bereitgestellt sind, um die vorliegende Erfindung weiter zu erläutern. Die Diagramme geben Beispiele einiger der möglichen eingehenden Signale und Abtastanordnungen gemäß Ausführungsformen der Erfindung an. Die Diagramme werden mit Bezug auf das System 100 aus 1 erörtert, um die vorliegende Erfindung in nicht einschränkender Weise weiter zu erläutern.
3A ist ein Zeitablaufdiagramm, welches die Erzeugung eines Befehls anhand eines eingehenden Signals gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. Eingehende Daten, die auch als ein eingehendes Signal bezeichnet werden, sind bei 302 dargestellt. Eine Taktphase oder ein phasenangepasster Takt 118 ist bei 304 dargestellt. Hier werden Datenabtastwerte sequenziell an ansteigenden Flanken des Takts genommen und Flankenabtastwerte sequenziell an abfallenden Flanken des Takts genommen. Ein erster Abtastwert, Dateneinheit 1', ist ein letzter Abtastwert von einem vorhergehenden Zyklus und ergibt eine 1, weil die eingehenden Daten zur Zeit des Abtastwerts 1 oder hoch sind. Ein zweiter Abtastwert, Flanke 2, ergibt eine 1, weil die eingehenden Daten zur Zeit des Abtastwerts 1 oder hoch sind. Ein Steigungsübergangsdetektor in der Art des Detektors 112 aus 2 führt eine Exklusiv-ODER-Operation (EX-ODER-Operation) der beiden Abtastwerte aus, um das Vorhandensein eines Übergangs vom ersten zum zweiten Abtastwert zu bestimmen. Hier ist kein Übergang aufgetreten, und der EX-ODER-Wert der Abtastwerte ist 0, was keinen Übergang angibt. Demgemäß wird ein erster Steigungsindikator, EXd1'e2, auf 0 gesetzt.
Ein dritter Abtastwert, Dateneinheit 2, ergibt eine 0, weil die eingehenden Daten zur Zeit des Abtastwerts 0 oder niedrig sind. Der Steigungsübergangsdetektor führt eine EX-ODER-Operation am zweiten und am dritten Abtastwert aus und bestimmt, ob eine Steigung oder ein Übergang aufgetreten ist. Demgemäß wird ein zweiter Steigungsindikator, Exe2d2, auf 1 gesetzt. Die verbleibenden Abtastwerte, Flanke 1, Dateneinheit 1 und Flanke 2, ergeben alle eine 0. Der Steigungsübergangsdetektor führt EX-ODER-Operationen an den Paaren in der Sequenz aus und identifiziert, wie erwartet, weder eine Steigung noch einen Übergang in den verbleibenden Abtastwerten. Die Sequenz von Steigungsindikatoren ergibt ”0, 1, 0, 0”, was durch den Steigung-zu-Befehl-Codierer als ”Vorwärts” interpretiert wird, und eine frühere Taktphase sollte für den phasenangepassten Takt verwendet werden. Der Vorwärtsbefehl stimmt visuell mit dem Diagramm selbst überein, weil ersichtlich ist, dass die Taktphase früher liegen sollte als die aktuelle Taktphase, damit die Flankenabtastwerte der Flanke oder dem Übergang der Eingangsdaten näher liegen.
3B ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Erzeugung eines Befehls anhand eines eingehenden Signals gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. Dieses Diagramm zeigt ein Eingangssignal mit einem Spannungsversatz und langsamen Steigungen. Das auch als ein eingehendes Signal bezeichnete Eingangssignal ist bei 306 dargestellt. Eine Taktphase oder ein phasenangepasster Takt 118 ist bei 308 dargestellt. Datenabtastwerte werden an ansteigenden Flanken des Takts sequenziell genommen, und Flankenabtastwerte werden an abfallenden Flanken des Takts sequenziell genommen. Ein erster Abtastwert, Dateneinheit 1', ist ein letzter Abtastwert von einem vorhergehenden Zyklus und ergibt eine 0, weil das Eingangssignal zur Zeit des Abtastwerts 0 oder niedrig ist. Ein zweiter Abtastwert, Flanke 2, ergibt eine 0, weil das Eingangssignal zur Zeit des Abtastwerts 0 oder hoch ist. Das Eingangssignal 306 hat, wie bei 310 dargestellt ist, eine langsame Steigung, und Flanke 2 ergibt daher die 0. Hätten die eingehenden Daten 306 eine schnellere Steigung, könnte Flanke 2 stattdessen eine 1 ergeben haben. Ein Steigungsübergangsdetektor in der Art des Detektors 112 aus 2 führt eine Exklusiv-ODER-Operation (EX-ODER-Operation) der beiden Abtastwerte aus, um das Vorhandensein eines Übergangs vom ersten zum zweiten Abtastwert zu bestimmen. Hier ist kein Übergang aufgetreten, und der EX-ODER-Wert der Abtastwerte ist 0, was keinen Übergang angibt. Demgemäß wird ein erster Steigungsindikator, EXd1'e2, auf 0 gesetzt.
Ein dritter Abtastwert, Dateneinheit 2, ergibt eine 1, weil die eingehenden Daten zur Zeit des Abtastwerts 1 oder hoch sind. Der Steigungsübergangsdetektor setzt einen zweiten Steigungsindikator, Exe2d2, auf 1, wodurch angegeben wird, dass ein Übergang aufgetreten ist. Ein vierter Abtastwert, Flanke 1, ergibt eine 0, weil die eingehenden Daten zur Zeit des Abtastwerts 0 oder niedrig sind. Der Steigungsübergangsdetektor bestimmt, dass ein anderer Übergang oder eine andere Steigung aufgetreten ist, und setzt einen dritten Steigungsindikator, EXd2e1, auf 1. Die restlichen Abtastwerte ergeben 0-Werte und setzen den vierten Steigungsindikator auch auf 0.
Die Sequenz der Steigungsindikatoren analysiert die Sequenz von Steigungsindikatoren für den Zyklus und bestimmt, dass die aktuelle Taktphase passt, und erzeugt einen ”Fertig”-Befehl. Es sei bemerkt, dass herkömmliche Systeme infolge von mehreren Faktoren nicht zu der geeigneten Bestimmung führen können. Einer ist das Fehlen einer Abtastung zum Erfassen von Übergängen in Signalen mit Rauschen oder langsamen Steigungen. Ein anderer besteht darin, dass die Interpretation von Abtastwerten zu einem Warten oder ”Nichtstun” führen würde, wodurch das Verriegeln der Phase verzögert wird.
Beim Betrachten der Taktphase und des Eingangssignals aus 3B ist ersichtlich, dass die Flanken- und Datenabtastwerte bei den geeigneten Phasen liegen und dass die aktuelle Taktphase zum Eingangssignal passt.
Die 4A und 4b zeigen eine Beispielkonfiguration von Abtastern und Werten, auf der Grundlage der Abtastwerte abgeleitete Steigungen und auf der Grundlage der abgeleiteten Steigungen abgeleitete Befehle. 4A zeigt ein Beispiel möglicher Abtastwerte für eine Konfiguration eines Phasendetektors in der Art des Phasendetektors 106 aus 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Konfiguration werden pro Zyklus 4 Abtastwerte erhalten, nämlich Flanke 2, Dateneinheit 2, Flanke 1 und Dateneinheit 1. Die Abtastwerte können unter Verwendung von vier Abtastern erhalten werden, die durch ein phasenangepasstes Taktsignal getaktet sind. Alternativ können die Abtastwerte unter Verwendung von zwei Abtastern erhalten werden, die bei der doppelten Frequenz arbeiten und ein Verriegeln verwenden, um die ersten beiden Abtastwerte beizubehalten. Mit der aktuellen Konfiguration fortfahrend sei bemerkt, dass ein letzter Abtastwert eines vorhergehenden Zyklus auch durch eine Verriegelungsstufe in der Art der Verriegelungsstufe 120 aus 2 vorhanden ist. Der letzte oder vorhergehende Abtastwert ist als Dateneinheit 1' dargestellt. Die Abtastwerte sind als eine logische Wahrheitstabelle und nicht als ein experimenteller oder theoretischer Durchlauf dargestellt.
4B zeigt abgeleitete Steigungen und Befehle entsprechend den Abtastwerten aus 4A. Die abgeleiteten Steigungen oder die Sequenz von Steigungsindikatoren werden von Abtastwerten eines entsprechenden Zyklus aus 4A abgeleitet. Der Steigungsindikator d1'e2 ist eine EX-ODER-Verknüpfung der Abtastwerte Dateneinheit 1' und Flanke 2. Der Steigungsindikator e2d2 ist eine EX-ODER-Verknüpfung der Abtastwerte Flanke 2 und Dateneinheit 2. Der Steigungsindikator d2e1 ist eine EX-ODER-Verknüpfung der Abtastwerte Dateneinheit 2 und Flanke 1. Der Steigungsindikator e1d1 ist eine EX-ODER-Verknüpfung der Abtastwerte Flanke 1 und Dateneinheitl.
Eine Taktphase des phasenangepassten Taktsignals wird festgehalten oder passt, wenn die Flankenabtastwerte auf Flanken des eingehenden Signals liegen und die Datenabtastwerte auf Datenabschnitten liegen oder zwischen Flanken des eingehenden Signals zentriert sind. Demgemäß sollten Übergänge oder Steigungen um Datenabtastwerte zentriert sein, während andernfalls eine Anpassung erforderlich ist. Die abgeleiteten Befehle geben den Status der aktuellen Phase des phasenangepassten Taktsignals und die erforderliche Anpassung, falls überhaupt, für das Identifizieren einer passenden Phase an.
Beispielsweise zeigt Zyklus 1 keine Übergänge. Demgemäß gibt es keine Informationen darüber, ob die Phase anzupassen ist, so dass ein ”Warten”-Befehl erteilt wird, der bedeutet, dass nichts getan werden sollte und auf weitere Abtastwerte gewartet werden soll. Zyklus 2 zeigt einen Übergang zwischen den Abtastwerten Flanke 1 und Dateneinheitl, so dass eine frühere Taktphase als die aktuelle Taktphase erforderlich ist und der Befehl ”Vorwärts” erteilt wird. Zyklus 3 zeigt Übergänge zwischen Dateneinheit 2 und Flanke 1 und Flanke 1 und Dateneinheitl, wodurch angegeben wird, dass das eingehende Signal invertiert ist und eine Phasenanpassung von 180 Grad erforderlich ist und ein ”Invertieren”-Befehl erteilt wird. Zyklus 4 zeigt einen Übergang zwischen Dateneinheit 2 und Flanke 1, wodurch angegeben wird, dass eine spätere Taktphase verwendet werden sollte und ein ”Rückwärts”-Befehl erteilt wird. Zyklus 5 zeigt Übergänge zwischen Flanke 2 und Dateneinheit 2 und Dateneinheit 2 und Flanke 1, wodurch angegeben wird, dass die Daten zentriert sind und die aktuelle Phase passt und ein ”Fertig”-Befehl erteilt wird. Zyklus 6 zeigt Übergänge zwischen Flanke 2 und Dateneinheit 2 und Dateneinheit 2 und Flanke 1 und Flanke 1 und Dateneinheit 1, wodurch das Vorhandensein eines Abtastfehlers angegeben wird, wobei die Phase jedoch wahrscheinlich vorwärts geschoben werden sollte und ein Befehl ”Wahrscheinlich vorwärts” erteilt wird. Es sollten nicht drei Übergänge nacheinander auftreten, und herkömmliche Phasenausrichtungsmechanismen würden die Daten ignorieren, das Erkennen, dass die Vorwärtsverschiebung der Phase wahrscheinlich richtig ist, könnte jedoch ein schnelleres Verriegeln ermöglichen. Zyklus 16 gibt einen einzigen Übergang zwischen Dateneinheit 1' und Flanke 2 an, was angibt, dass eine spätere Phasenverschiebung als die aktuelle Phase erforderlich ist und ein ”Rückwärts”-Befehl erteilt wird. Zyklus 19 zeigt Übergänge zwischen Dateneinheit 1' und Flanke 2, Dateneinheit 2 und Flanke 1 und Flanke 1 und Dateneinheit 1, wodurch ein gewisses Rauschen oder ein gewisser Abtastfehler angegeben wird, wobei jedoch wahrscheinlich eine frühere Taktphase erforderlich ist und ein ”Wahrscheinlich rückwärts”-Befehl erteilt wird.
5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 500 zum Ausführen einer Phasenausrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Verfahren 500 führt eine Phasenausrichtung für ein eingehendes Signal aus, das aus einem seriellen Digitaldatenstrom besteht. Das Verfahren 500 ist in einer Reihenfolge dargestellt, es ist jedoch zu verstehen, dass gemäß der Erfindung erwogen wird, das Verfahren 500 in anderen geeigneten Sequenzen, unter Fortlassen von Blöcken und durch Ausführen zusätzlicher Verfahrensblöcke, die nicht dargestellt sind, auszuführen.
Das Verfahren beginnt in Block 502, wo ein eingehendes Signal entsprechend einem phasenangepassten Taktsignal abgetastet wird. Wie vorstehend erwähnt wurde, ist das eingehende Signal ein serieller Digitaldatenstrom. Das phasenangepasste Taktsignal arbeitet bei einer Frequenz, die verhältnismäßig nahe an der Frequenz des eingehenden Signals ausgewählt ist. Das eingehende Signal wird bei einer vermuteten Flanke und Datenpositionen zum Erzeugen von Abtastwerten, die Flankenabtastwerte und Datenabtastwerte umfassen, abgetastet. Die Anzahl der pro Taktphase erhaltenen Abtastwerte kann entsprechend den vorstehend beschriebenen Faktoren und unter Einschluss von Rauschpegeln, vorausgesagten Spannungsversätzen, der gewünschten Verriegelungszeit und dergleichen variieren. Bei einem Beispiel lösen ansteigende und abfallende Flanken des phasenangepassten Taktsignals eine Abtastung des eingehenden Signals aus.
Steigungsindikatoren werden in Block 504 erzeugt, um ein Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Übergängen oder Steigungen zwischen den Abtastwerten anzugeben. Ein Steigungsindikator gibt einen Übergang auf einen logischen Wert zwischen einem ersten Abtastwert und einem zweiten Abtastwert in Serie bei einer Variation an. Demgemäß kann beispielsweise ein Steigungsindikator von 1 einen Übergang oder eine Steigung zwischen dem ersten Abtastwert bei 0 und dem zweiten Abtastwert bei 1 angeben.
Erweiterte Phasenausrichtungsbefehle werden in Block 506 entsprechend den erzeugten Steigungsindikatoren erzeugt. Die erweiterten Befehle weisen Befehle auf, die angeben, dass die Phase früher oder später als die aktuelle Phase angepasst werden muss, die das Warten auf weitere Informationen angeben und die angeben, dass die aktuelle Phase passt. Zusätzlich weisen die erweiterten Befehle wahrscheinliche Befehle auf, die Phasenanpassungen angeben, welche die Phase des Phasenausrichtungstakts wahrscheinlich oder möglicherweise zu einer Verriegelung mit dem eingehenden Signal bewegen. Die wahrscheinlichen Befehle geben irreguläre Sequenzen von Steigungsindikatoren an, die das Ergebnis von Rauschen und/oder eines Spannungsversatzes sein können.
Ein Rauschhinweissignal wird entsprechend dem eingehenden Signal in Block 508 erzeugt. Das Rauschhinweissignal wird durch Analysieren des eingehenden Signals erzeugt, um den Betrag des vorhandenen Rauschens zu bestimmen.
Ein Taktanpassungssignal wird in Block 510 entsprechend den erweiterten Phasenausrichtungsbefehlen und dem Rauschhinweissignal erzeugt. Das Taktanpassungssignal weist eine Richtung einer Phasenanpassung auf. Bei einem Beispiel weist das Taktanpassungssignal auch einen Betrag der Phasenanpassung auf. Die erweiterten Phasenausrichtungsbefehle können die Richtung der Phasenanpassung angeben oder angeben, dass keine Anpassung erforderlich ist. Das Rauschhinweissignal kann angeben, dass ein aktueller erweiterter Phasenausrichtungsbefehl ignoriert werden sollte. Bei einem Beispiel übergeht das Taktanpassungssignal eine Phasenanpassung auf dem Rauschhinweissignal oberhalb einer spezifizierten Schwelle.
Das phasenangepasste Taktsignal wird in Block 512 entsprechend dem Taktanpassungssignal erzeugt. Das Taktanpassungssignal wird entweder bei der aktuellen Phase gehalten oder um einen Betrag nach früher (vorwärts) oder nach später (rückwärts) bewegt. Der Betrag kann vorgegeben sein, dynamisch bestimmt werden oder als Teil des Taktanpassungssignals spezifiziert werden. Das phasenangepasste Taktsignal kann dann verwendet werden, um Abtastwerte für eine nächste Taktphase des eingehenden Signals zu erhalten, und das Verfahren kann wiederholt werden, bis eine Phasenausrichtung mit dem eingehenden Signal erhalten wurde.
Wenngleich die Erfindung mit Bezug auf eine oder mehrere Implementationen erläutert und beschrieben wurde, können an den erläuterten Beispielen Abänderungen und/oder Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Gedanken und vom Schutzumfang der anliegenden Ansprüche abzuweichen. Unter besonderem Bezug auf die verschiedenen durch die vorstehend beschriebenen Komponenten oder Strukturen (Anordnungen, Vorrichtungen, Schaltungen, Systeme usw.) ausgeführten Funktionen sollen die für das Beschreiben dieser Komponenten verwendeten Begriffe (einschließlich eines Verweises auf ein ”Mittel”), sofern nichts anderes angegeben wird, einer beliebigen Komponente oder Struktur entsprechen, welche die spezifizierte Funktion der beschriebenen Komponente ausführt (die beispielsweise funktionell gleichwertig ist), auch wenn sie mit der offenbarten Struktur nicht strukturell gleichwertig ist, welche die Funktion in den hier erläuterten als Beispiel dienenden Implementationen der Erfindung ausführt. Wenngleich überdies ein bestimmtes Merkmal der Erfindung mit Bezug auf nur eine von mehreren Implementationen offenbart worden sein kann, kann dieses Merkmal mit einem oder mehreren anderen Merkmalen der anderen Implementationen kombiniert werden, wie es für eine gegebene oder spezielle Anwendung erwünscht und vorteilhaft sein kann. Ferner sollen in dem Maße, dass die Begriffe ”aufweisend”, ”weist auf”, ”habend”, ”hat”, ”mit” oder Varianten davon entweder in der detaillierten Beschreibung oder den Ansprüchen verwendet werden, diese Begriffe in einer Weise ähnlich dem Begriff ”umfassend” als einschließend verstanden werden.

Claims

Phasenausrichtungssystem, welches Folgendes umfasst: mehrere Abtaster, die dafür ausgelegt sind, ein eingehendes Signal und ein phasenangepasstes Taktsignal zu empfangen und Abtastwerte entsprechend dem eingehenden Signal und dem phasenangepassten Taktsignal bereitzustellen, einen Taktverteiler, der dafür ausgelegt ist, ein Taktanpassungssignal zu empfangen und das phasenangepasste Taktsignal entsprechend dem Taktanpassungssignal zu erzeugen, einen Phasendetektor mit einem Steigungsdetektor, einem Befehlscodierer und einer Rauschlogik, wobei der Steigungsdetektor dafür ausgelegt ist, die Abtastwerte zu empfangen, und Steigungsindikatoren entsprechend den Abtastwerten erzeugt, der Befehlscodierer dafür ausgelegt ist, die Steigungsindikatoren zu empfangen und die erweiterten Phasenausrichtungsbefehle abzuleiten, und die Rauschlogik dafür ausgelegt ist, ein Rauschhinweissignal entsprechend den Steigungsindikatoren zu erzeugen, und eine Phasenausrichtungssteuerung, die dafür ausgelegt ist, die erweiterten Phasenausrichtungsbefehle und ein Rauschhinweissignal zu empfangen und ein Taktanpassungssignal dem Taktverteiler bereitzustellen.
System nach Anspruch 1, wobei die erweiterten Phasenausrichtungsbefehle Richtungsindikatoren und wahrscheinliche Indikatoren aufweisen.
System nach Anspruch 2, wobei die wahrscheinlichen Indikatoren das Vorhandensein eines Rauschfehlers in den Abtastwerten zeigen.
System nach Anspruch 2, wobei das Taktanpassungssignal angibt, dass eine gerichtete Phasenanpassung am Rauschhinweissignal unter einem Schwellenwert liegt.
System nach Anspruch 4, wobei der Schwellenwert einer Wahrscheinlichkeit von mindestens 50 Prozent entspricht, dass die gerichtete Phasenanpassung in die richtige Richtung verläuft.
Verfahren zum Ausführen einer Phasenausrichtung, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Abtasten eines eingehenden Signals entsprechend einem phasenangepassten Taktsignal, um Abtastwerte zu erzeugen, wobei das eingehende Signal einen seriellen Digitaldatenstrom umfasst, Erzeugen von Steigungsindikatoren, welche ein Vorhandensein von Übergängen zwischen individuellen Abtastwerten der erzeugten Abtastwerte angeben, Erzeugen erweiterter Phasenausrichtungsbefehle entsprechend den erzeugten Steigungsindikatoren, Erzeugen eines Rauschhinweissignals entsprechend den erzeugten Steigungsindikatoren, Erzeugen eines Taktanpassungssignals entsprechend den erweiterten Phasenausrichtungsbefehlen und dem Rauschhinweissignal und Erzeugen des phasenangepassten Taktsignals entsprechend dem Taktanpassungssignal.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Erzeugen des Taktanpassungssignals das durch die erweiterten Phasenausrichtungsbefehle spezifizierte Anpassen einer nächsten Phase in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung umfasst.