TW201417550A - 用於選擇頻段的控制方法及相關的時脈資料回復裝置 - Google Patents

Abstract

一種控制方法，用於支援複數個頻段的一時脈資料回復裝置，用來控制該時脈資料回復裝置於該複數個頻段中選擇一工作頻段，以使該時脈資料回復裝置產生一用來產生時脈回復資料的回復時脈。該控制方法包含有接收具有一資料頻率的一序列資料流；將該複數個頻段對應於複數個頻段群組，其中每一頻段群組包含有至少一頻段且對應於不同頻率範圍；根據該資料頻率以及一鎖定電壓範圍，自該複數個頻段群組中，選擇一頻段群組作為一粗調頻段群組；以及根據該資料頻率、該鎖定電壓範圍以及該粗調頻段群組，選擇一頻段作為該工作頻段，以產生該回復時脈。

Description

用於選擇頻段的控制方法及相關的時脈資料回復裝置

本案係指一種用於產生時脈的控制方法及其相關時脈資料回復裝置，尤指一種不需精準參考頻率即可產生準確時脈的控制方法及其相關時脈資料回復裝置。

在電子系統中，訊號發送端與訊號接收端間之時脈訊號往往存在著時脈偏差。因此，電子系統需要使用時脈資料回復(clock data recovery，CDR)電路來校正時脈偏差，以於訊號接收端取得正確的傳輸資料。通常而言，時脈資料回復裝置需透過使用精準的參考頻率，才可據以準確校正時脈偏差。

舉例來說，請參考第1圖，第1圖為傳統一時脈資料回復裝置10的示意圖。時脈資料回復裝置10根據一輸入資料流DATAIN以及一參考時脈REF，產生回復時脈CLK以及時脈回復資料(Rerimed data)RDATA。如第1圖所示，時脈資料回復裝置10包含有一相位偵測器PDET、一頻率偵測器FDET、一選擇單元SEL、一狀態機STA、一電荷泵CP、一低頻濾波器LPF、一多頻段壓控震盪器VCO以及一除頻單元DIV。相位偵測器PDET用來偵測輸入資料流DATAIN的資料頻率與多頻段壓控震盪器VCO輸出的回復時脈CLK間的相位差距，並據以輸出一相位差距訊號S_PD以及一相位 鎖定訊號DLOCK。相位偵測器PDET另根據輸入資料流DATAIN以及回復時脈CLK，輸出時脈回復資料RDATA。舉例來說，相位偵測器PDET可包含一D型正反器以及一序列/並列轉換器(serial-to-parallel converter)。其中，D型正反器用來根據回復時脈CLK校正輸入資料流DATAIN的頻率，校正過後的輸入資料流DATAIN再經過序列/並列轉換器轉換後，即可得到時脈回復資料RDATA。頻率偵測器FDET用來偵測參考時脈REF與一除頻時脈DIVCLK間之頻率差距，並據以輸出一頻率差距訊號S_FD以及一頻率鎖定訊號FLOCK。其中，除頻時脈訊號DIVCLK係由回復時脈CLK經過除頻單元DIV除頻後產生。選擇單元SEL用來根據一選擇控制訊號CON，輸出相位差距訊號S_PD以及頻率差距訊號S_FD中其中一者至電荷泵CP。電荷泵CP用來根據選擇單元SEL輸出之訊號，產生適當之一電流訊號CC至低頻濾波器LPF。低頻濾波器LPF則根據電流訊號CC，產生相對應的鎖定電壓VC。多頻段壓控震盪器VCO用來根據鎖定電壓VC，產生回復時脈CLK。狀態機STA用來根據相位鎖定訊號DLOCK以及頻率鎖定訊號FLOCK，輸出用於控制選擇單元SEL的選擇控制訊號CON。

簡單來說，當時脈資料回復裝置10開始工作時，時脈資料回復裝置10首先根據參考時脈REF來使多頻段壓控震盪器VCO輸出之回復時脈CLK接近參考時脈REF。因此，狀態機STA透過調整選擇控制訊號CON，使選擇單元SEL輸出頻率差距訊號S_FD。接下來，當回復時脈CLK接近參考時脈REF時，頻率偵測器FDET會 輸出適當之頻率鎖定訊號FLOCK，以使狀態機STA控制選擇單元SEL輸出相位差距訊號S_PD，從而根據輸入資料流DATAIN進行進一步的鎖定。如此一來，藉由兩階段的鎖定，時脈資料回復裝置10可根據準確的參考時脈REF避免脫鎖(mis-lock)現象，然後再根據輸入資料流DATAIN進行更精準的鎖定，以取得正確的時脈回復資料RDATA以及回復時脈CLK。

然而，時脈資料回復裝置10需要精準且低抖動之參考時脈REF，才可避免於根據輸入資料流DATAIN進行進一步的鎖定時發生脫鎖現象。另一方面，於時脈資料回復裝置10開始運作時，輸入訊號IN中必須包含一段訓練圖樣(training pattern)，時脈資料回復裝置10始能鎖定至準確的回復時脈CLK，以擷取正確的時脈回復資料RDATA。

因此，本發明提出一種不需精準參考時脈即可產生準確回復時脈的控制方法及相關的時脈資料回復裝置。

根據一方面，本發明揭露一種控制方法，用於支援複數個頻段的一時脈資料回復裝置，用來控制該時脈資料回復裝置於該複數個頻段中選擇一工作頻段，以使該時脈資料回復裝置產生一用來產生時脈回復資料(retimed data)的回復時脈，該控制方法包含有接收具有一資料頻率的一序列資料流；將該複數個頻段對應於複數個頻 段群組，其中每一頻段群組包含有至少一頻段且對應於不同頻率範圍；根據該資料頻率以及一鎖定電壓範圍，自該複數個頻段群組中，選擇一頻段群組作為一粗調頻段群組；以及根據該資料頻率、該鎖定電壓範圍以及該粗調頻段群組，選擇一頻段作為該工作頻段，以產生該回復時脈。

根據另一方面，本發明揭露一種時脈資料回復裝置，包含有一相位偵測器，用來根據一序列資料流之一資料頻率以及一回復時脈之一回復頻率來產生一相位偵測訊號，並根據該序列資料流以及該回復時脈，產生回復資料；一電荷泵，耦接至該相位偵測器，用來根據該相位偵測訊號產生一電流訊號；一低通濾波器，耦接至該電荷泵，用來依據該電流訊號產生一鎖定電壓；一多頻段壓控振盪器，耦接至該低通濾波器，用以根據一頻段選擇訊號，操作於複數個頻段中之一工作頻段，並依據該鎖定電壓與該工作頻段來輸出該回復時脈；一電壓範圍產生單元，根據一範圍控制訊號，產生一鎖定電壓範圍；一比較單元，耦接至該電壓範圍產生單元以及該低通濾波器，用來根據該鎖定電壓以及該鎖定電壓範圍的一最高電壓，輸出一高鎖定訊號，並根據該鎖定電壓以及該鎖定電壓範圍的一最低電壓，輸出一低鎖定訊號；以及一控制模組，耦接至該比較單元、該電荷泵、該電壓範圍產生單元以及該多頻段壓控振盪器，用來根據該鎖定電壓、該鎖定電壓範圍、該高鎖定訊號以及該低鎖定訊號，輸出該頻段選擇訊號以及該範圍控制訊號。

在以下所列舉的範例實施例中，時脈資料回復裝置根據輸入至多頻段壓控震盪器VCO之鎖定電壓VC，自動調整多頻段壓控震盪器VCO，以使多頻段壓控震盪器VCO工作在最合適之頻段。為更清楚地瞭解本發明，以下將配合圖式，以至少一範例實施例來作詳細說明。此外，以下實施例中所提到的連接用語，例如：耦接或連接等，僅是參考附加圖式用以例示說明，並非用來限制實際上兩個元件之間的連接關係是直接耦接或間接耦接。換言之，於一些實施例中，兩個元件之間為直接耦接。於另外一些實施例中，兩個元件之間為間接耦接。

請參考第2圖，第2圖為本發明實施例一時脈資料回復裝置20的示意圖。時脈資料回復裝置20用來根據一序列資料流DATAIN，輸出一回復時脈CLK以及一時脈回復資料RDATA。如第2圖所示，時脈資料回復裝置20包含有一相位偵測器PDET、一電荷泵CP、一低通濾波器LPF、一多頻段壓控震盪器VCO、一電壓範圍產生單元200、一比較單元202以及一控制模組204。相位偵測器PDET用來根據序列資料流DATAIN之一資料頻率DFREQ以及回復時脈CLK之回復頻率CFREQ來產生一相位偵測訊號S_PD。相位偵測器PDET另根據資料流DATAIN以及回復時脈CLK，輸出時脈回復資料RDATA。舉例來說，相位偵測器PDET可包含一D型正反器以及一序列/並列轉換器(serial-to-parallel converter)。其中，D型正反器用來根據回復時脈CLK校正輸入資料流DATAIN的頻率，校 正過後的輸入資料流DATAIN再經過序列/並列轉換器轉換後，即可得到時脈回復資料RDATA。電荷泵CP係耦接至該相位偵測器PDET，用來根據相位偵測訊號S_PD以及一電荷泵致能訊號CP_EN產生一電流訊號CC。低通濾波器LPF係耦接至電荷泵CP，用來依據電流訊號CC產生一鎖定電壓VC至多頻段壓控震盪器VCO。多頻段壓控震盪器VCO係耦接至低通濾波器LPF，用來根據一頻段選擇訊號VB_SEL，操作於頻段VB_1~VB_n中之一工作頻段VB_W，並依據鎖定電壓VC與工作頻段VB_W來輸出回復時脈CLK。電壓範圍產生單元200係根據一範圍控制訊號CON_R，產生一鎖定電壓範圍VR。比較單元202係耦接至電壓範圍產生單元200以及低通濾波器LPF，用來根據鎖定電壓VC以及鎖定電壓範圍VR之一最高電壓，輸出一高鎖定訊號VC_H，並根據鎖定電壓VC以及鎖定電壓範圍VR之一最低電壓，輸出一低鎖定訊號VC_L。控制模組204係耦接至電荷泵CP、電壓範圍產生單元200、比較單元202以及多頻段壓控振盪器VCO，用來根據鎖定電壓VC以及鎖定電壓範圍VR，輸出頻段選擇訊號VB_SEL、範圍控制訊號CON_R以及電荷泵致能訊號CP_EN。如此一來，時脈資料回復裝置20即可根據鎖定電壓VC，自動選取頻段VB_1~VB_n中最合適之頻段作為工作頻段VB_W。換言之，時脈資料回復裝置20不需使用精準之參考時脈或是訓練圖樣，即可輸出高精準度之回復時脈CLK以及正確的時脈回復資料RDATA。

詳細來說，多頻段壓控震盪器VCO之頻段VB_1~VB_n首先 被分為頻段群組VBG_1~VBG_m。其中，每一頻段群組皆包含有至少一頻段，且每一頻段群組對應於不同的頻率範圍。接下來，控制模組204會藉由調整頻段選擇訊號VB_SEL，隨機選擇頻段群組VBG_1~VBG_m其中之一作為粗調測試頻段群組CTT_VBG。此時，多頻段壓控震盪器VCO也會根據頻段選擇訊號VB_SEL選擇粗調測試頻段群組CTT_VBG中一頻段作為粗調測試頻段CTT_VB，並使多頻段壓控震盪器VCO工作在粗調測試頻段CTT_VB。較佳地，粗調測試頻段CTT_VB對應之頻率範圍係為粗調測試頻段群組CTT_VBG所含頻段對應之頻率範圍之中位數，但不在此限。

接下來，控制模組204調整電荷泵致能訊號CP_EN使時脈資料回復裝置20開始進行鎖定，以產生對應於粗調測試頻段CTT_VB的鎖定電壓VC。在此狀況下，比較單元202開始根據鎖定電壓範圍VR以及鎖定電壓VC，產生高鎖定訊號VC_H以及低鎖定訊號VC_L，以指示鎖定電壓VC是否落在鎖定電壓範圍VR。舉例來說，當鎖定電壓VC大於鎖定電壓範圍VR之最大電壓時，比較單元202輸出高邏輯準位之高鎖定訊號VC_H以指示鎖定電壓VC超過鎖定電壓範圍VR。當鎖定電壓VC小於鎖定電壓範圍VR之最小電壓時，比較單元202輸出高邏輯準位之低鎖定訊號VC_L，以指示鎖定電壓VC低於鎖定電壓範圍VR。當鎖定電壓VC落於鎖定電壓範圍VR時，比較單元202輸出之高鎖定訊號VC_H以及低鎖定訊號VC_L皆為低邏輯準位。藉此，比較單元202可判斷鎖定電壓VC 是否落在鎖定電壓範圍VR，且可指示鎖定電壓VC與鎖定電壓範圍VR間之大小關係。值得注意的是，比較單元202需於鎖定電壓VC趨於穩定之後進行比較，以取得正確之高鎖定訊號VC_H以及低鎖定訊號VC_L。

當比較單元202指示鎖定電壓VC落於鎖定電壓範圍VR內時，代表輸入資料流DATAIN的資料頻率DFREQ落於粗調測試頻段群組CTT_VBG於鎖定電壓範圍VR內對應的頻率範圍。因此，控制模組204輸出此粗調測試頻段群組CTT_VBG作為粗調頻段群組CT_VBG，以進行進一步的鎖定。當比較單元202指示鎖定電壓VC未落於鎖定電壓範圍VR內時，控制模組204會根據高鎖定訊號VC_H以及低鎖定訊號VC_L選擇另一頻段群組作為粗調測試頻段群組CTT_VBG，並再次進行上述步驟直至鎖定電壓VC落於鎖定電壓範圍VR內。舉例來說，當高鎖定訊號VC_H指示鎖定電壓VC超過鎖定電壓範圍VR時，代表資料頻率DFREQ高於粗調測試頻段群組CTT_VBG於鎖定電壓範圍VR內對應的頻率範圍。控制模組204選擇對應頻率範圍大於目前粗調測試頻段群組CTT_VBG的頻段群組作為下一粗調測試頻段群組CTT_VBG。或者，低鎖定訊號VC_H指示鎖定電壓VC低於鎖定電壓範圍VR時，代表資料頻率DFREQ低於粗調測試頻段群組CTT_VBG於鎖定電壓範圍VR內對應的頻率範圍。控制模組204會選擇對應頻率範圍小於目前粗調測試頻段群組CTT_VBG的頻段群組作為下一粗調測試頻段群組CTT_VBG。如此一來，透過上述步驟，時脈資料回復裝置20可快 速尋找相近於輸入資料流DATAIN對應的頻率範圍頻段群組，減少鎖定時間。

在輸出粗調頻段群組CT_VBG之後，控制模組204會藉由調整頻段選擇訊號VB_SEL，選擇粗調頻段群組CT_VBG中一頻段作為細調測試頻段FTT_VB，並使多頻段壓控震盪器VCO工作在細調測試頻段FTT_VB。隨後，控制模組204調整電荷泵致能訊號CP_EN使時脈資料回復裝置20開始進行鎖定，以產生對應於細調測試頻段FTT_VB的鎖定電壓VC。相似地，比較單元202開始根據鎖定電壓範圍VR以及鎖定電壓VC，產生高鎖定訊號VC_H以及低鎖定訊號VC_L，以指示鎖定電壓VC是否落於鎖定電壓範圍VR內。若鎖定電壓VC未落於鎖定電壓範圍VR內，控制模組204根據高鎖定訊號VC_H以及低鎖定訊號VC_L，選擇另一頻段作為細調測試頻段FTT_VB。舉例來說，當高鎖定訊號VC_H指示鎖定電壓VC超過鎖定電壓範圍VR時，代表資料頻率DFREQ高於細調測試頻段FTT_VB於鎖定電壓範圍VR內對應的頻率範圍。控制模組204選擇對應頻率範圍大於目前細調測試頻段FTT_VB的頻段群組作為下一細調測試頻段FTT_VB。或者，低鎖定訊號VC_H指示鎖定電壓VC低於鎖定電壓範圍VR時，代表資料頻率DFREQ低於細調測試頻段FTT_VB於鎖定電壓範圍VR內對應的頻率範圍。控制模組204會選擇對應頻率範圍小於目前細調測試頻段FTT_VB的頻段群組作為下一粗調測試頻段群組CTT_VBG。需注意的是，控制模組204可選擇之頻段並不限於粗調頻段群組CT_VBG所包含之頻段。

另一方面，當比較單元202指示鎖定電壓VC落於鎖定電壓範圍VR內時，控制模組204藉由判斷鎖定電壓範圍VR是否等於一誤差臨界值TH，以輸出最佳的工作頻段VB_W。當控制模組204判斷鎖定電壓範圍VR不等於誤差臨界值TH時，控制模組204調整範圍控制訊號CON_R以縮小鎖定電壓範圍VR，並使比較單元202重新比較鎖定電壓VC與鎖定電壓範圍VR間之大小關係。當鎖定電壓範圍VR等於一誤差臨界值TH時，控制模組204輸出此細調測試頻段FTT_VB作為工作頻段VB_W。透過重複上述步驟直至鎖定電壓範圍VR等於誤差臨界值TH，時脈資料回復裝置20不需使用精準之參考時脈或是訓練圖樣，即可使多頻段壓控震盪器VCO工作在最合適之工作頻段VB_W。藉此，時脈資料回復裝置20可輸出高精準度之回復時脈CLK以及正確的時脈回復資料RDATA。

值得注意的是，在上述實施例中，時脈資料回復裝置20係使用窮舉法(blind search)選擇粗調頻段群組CT_VBG以及細調測試頻段FTT_VB，但不限於此。舉例來說，時脈資料回復裝置20可使用如二分法(binary search)、線性搜尋(linear search)等搜尋方法，來加速選擇粗調頻段群組CT_VBG以及細調測試頻段FTT_VB的過程，且不在此限。

為了更清楚說明時脈資料回復裝置20之運作過程，請參考第3A圖，第3A圖為第2圖所示之時脈資料回復裝置20一運作範例 的示意圖。如第3A圖所示，時脈資料回復裝置20之多頻段壓控震盪器VCO包含有頻段VB_1~VB_15。其中，頻段VB_1~VB_15係被分為頻段群組VBG_1~VBG_5。首先，控制模組204係先選擇頻段群組VBG_2作為粗調測試頻段群組CTT_VBG，並選擇頻段群組VBG_2中頻段VB_5作為粗調測試頻段CTT_VB。由於對應於頻段VB_5之鎖定電壓VC係超過鎖定電壓範圍VR，因此控制模組204會選擇對應頻率範圍大於頻段群組VBG_2的頻段群組作為下一粗調測試頻段群組CTT_VBG。在此實施例中，控制模組204係選擇頻段群組VBG_3作為下一粗調測試頻段群組CTT_VBG，並選擇頻段VB_8作為粗調測試頻段CTT_VB。此時，由於當多頻段壓控震盪器VCO工作在頻段VB_8時，鎖定電壓VC係落於鎖定電壓範圍VR內，因此控制模組204輸出頻段群組VBG_3作為粗調頻段群組CT_VBG。

接下來，請參考第3B圖，第3B圖為第2圖所示之時脈資料回復裝置20另一運作範例的示意圖。在決定頻段群組VBG_3作為粗調頻段群組CT_VBG後，控制模組204選擇頻段VB_7作為細調測試頻段FTT_VB。此時，由於多頻段壓控震盪器VCO工作在頻段VB_7時，鎖定電壓VC係超過鎖定電壓範圍VR，因此，控制模組204藉由調整頻段選擇訊號VB_SEL，選擇對應頻率範圍大於頻段VB_7的頻段VB_8作為細調測試頻段FTT_VB。此時，當多頻段壓控震盪器VCO工作在頻段VB_8時，鎖定電壓VC雖位於鎖定電壓範圍VR內，然而由於鎖定電壓範圍VR並不等於誤差臨界值TH， 因此控制模組204會藉由調整範圍控制訊號CON_R來縮小鎖定電壓範圍VR至鎖定電壓範圍VR1。然後，由於多頻段壓控震盪器VCO工作在頻段VB_8時，鎖定電壓VC係超過鎖定電壓範圍VR1，因此，控制模組204藉由調整頻段選擇訊號VB_SEL，選擇對應頻率範圍大於頻段VB_8的頻段VB_9作為細調測試頻段FTT_VB。相似地，控制模組204會將鎖定電壓範圍VR1縮小至等於誤差臨界值TH的鎖定電壓範圍VR2。此時，由於多頻段壓控震盪器VCO工作在頻段VB_9時，鎖定電壓VC係位於鎖定電壓範圍VR2內且鎖定電壓範圍VR2等於誤差臨界值TH，因此，控制模組204輸出頻段VB_9作為工作頻段VB_W。藉此，時脈資料回復裝置20可輸出高精準度之回復時脈CLK以及正確的時脈回復資料RDATA。

需注意的是，上述實施例之主要精神在於透過偵測控制多頻段壓控震盪器的鎖定電壓是否在預設的鎖定電壓範圍內，先判斷出對應於輸入資料流的頻段範圍。然後，再根據取得的頻段範圍，逐漸縮小鎖定電壓範圍並與對應於取得的頻段範圍附近頻段的鎖定電壓進行比較，以取得最合適於輸入資料流之頻段。藉此，上述實施例之時脈資料回復裝置不需精準的參考時脈，時脈資料回復裝置即可鎖定至最合適於輸入資料流之頻段，並產生高精準度之回復時脈以及正確的時脈回復資料。根據不同應用，本領域熟知技藝者應可據以實施合適的更動及修改。舉例來說，控制模組204可另包含一儲存單元，其用來儲存控制模組204輸出之工作頻段VB_W。當時脈資料回復裝置起始運作時，控制模組204可直接讀取儲存在儲存單 元內的工作頻段VB_W，而不需重新執行鎖定過程。另一方面，時脈資料回復裝置20亦可先利用頻率誤差大於時脈資料回復裝置20可鎖定範圍之參考頻率，輔助時脈資料回復裝置20進入可鎖定範圍，在執行以上步驟，以快速取得最佳的工作頻段VB_W。

此外，請參考第4圖，第4圖為第2圖所示之時脈資料回復裝置20一實施方式的示意圖。其中，電壓範圍產生單元200係由一數位類比轉換器400所實現，而比較單元202係由比較器402、404所實現。數位類比轉換器400用來根據範圍控制訊號CON_R，產生鎖定電壓範圍VR之一最大電壓VRP以及鎖定電壓範圍VR之一最小電壓VRN。比較器402用來比較鎖定電壓VC以及正範圍電壓VRP，以產生高鎖定訊號VC_H。比較器404用來比較鎖定電壓VC以及負範圍電壓VRN，以產生高鎖定訊號VC_L。如此一來，時脈資料回復裝置20即可正確地得知鎖定電壓VC是否位於鎖定電壓範圍VR之中。值得注意的是，在另一實施例中，電壓範圍產生單元200與比較單元202之組合亦可由一類比數位轉換器實現。類比數位轉換器之運作原理應為本領域具通常知識者所熟知，為求簡潔，在此不贅述。

另一方面，透過調整時脈資料回復裝置之頻寬，時脈資料回復裝置可更快速地取得工作頻段。請參考第4圖，第4圖為第2圖所示之時脈資料回復裝置20另一運作範例的示意圖。如第4圖所示，時脈資料回復裝置20之多頻段壓控震盪器VCO包含有頻段VB_1 ~VB_15。其中，頻段VB_1~VB_15係被分為頻段群組VBG_1~VBG_5。當時脈資料回復裝置20起始運作時，可先透過調整電流泵CP中充電電流大小、低頻濾波器LPF的參數或是多頻段壓控震盪器VCO的增益，改變時脈資料回復裝置20的頻寬，以增加頻段VB_1~VB_15各自對應的頻率範圍。在增加時脈資料回復裝置20的頻寬之後，頻段VB_1~VB_15分別成為頻段VB_1’~VB_15’。由第4圖可知，由於頻段VB_1’~VB_15’對應的頻率範圍較頻段VB_1~VB_15大，因此頻段VB_1’~VB_12’(即頻段群組VBG_1~VBG_4)對應的頻率範圍即包含頻段VB_1~VB_15(即頻段群組VBG_1~VBG_5)對應的頻率範圍。換言之，在增加頻段VB_1~VB_15各自對應的頻率範圍後，時脈資料回復裝置20可測試較少數量的頻段或是頻段群組，即可快速取得輸入資料流DATAIN的資料頻率DFREQ所對應的頻率範圍，從而減少輸出工作頻段VB_W所耗費的時間。

進一步地，以上所述時脈資料回復裝置取得工作頻段的行為，可歸納為一控制方法50。請參考第5圖，第5圖係本發明實施例之控制方法50的流程圖。控制方法50用於支援複數個頻段的一時脈資料回復裝置，用來控制時脈資料回復裝置於複數個頻段中選擇一工作頻段，控制方法50包含有：步驟500：開始。

步驟502：接收具有一資料頻率的一序列資料流。

步驟504：將複數個頻段對應於複數個頻段群組，其中每一頻 段群組包含有至少一頻段且對應於不同頻率範圍。

步驟506：自複數個頻段群組中，選擇一第一頻段群組作為一粗調測試頻段群組。

步驟508：自粗調測試頻段群組中，選擇一第一頻段作為一粗調測試頻段。

步驟510：根據該測試頻段以及該資料頻率，產生一粗調鎖定電壓。

步驟512：判斷該粗調鎖定電壓是否存在於該鎖定電壓範圍內。當粗調鎖定電壓存在於鎖定電壓範圍內時，輸出粗調測試頻段群組作為該粗調頻段群組，並執行步驟514；反之，根據粗調鎖定電壓以及鎖定電壓範圍，自複數個頻段群組中選擇一第二頻段群組作為該粗調測試頻段群組，並執行步驟508。

步驟514：自粗調頻段群組中，選擇一第三頻段作為一細調測試頻段。

步驟516：根據細調測試頻段以及該資料頻率，產生一細調鎖定電壓。

步驟518：判斷該細調鎖定電壓是否存在於該鎖定電壓範圍內，以輸出該工作頻段，當該細調鎖定電壓存在於該鎖定電壓範圍內時，執行步驟520；反之，根據該鎖定電壓以及該鎖定電壓範圍，選擇一第四頻段作為該細調測試頻段，並執行步驟516。

步驟520：判斷該鎖定電壓範圍是否等於一誤差臨界值，當該鎖定電壓範圍等於該誤差臨界值時，執行步驟522輸出細調測試頻段為工作頻段；反之，縮小鎖定電壓範圍，並執行步驟518。

步驟522：輸出該細調測試頻段為該工作頻段。

步驟524：結束。

根據控制方法50，時脈資料回復裝置可不需精準的參考時脈，即可工作於對應於序列資料流的資料頻率最佳的頻段。需注意的是，控制方法50中根據粗調鎖定電壓以及鎖定電壓範圍選擇第二頻段以及根據該鎖定電壓以及該鎖定電壓範圍選擇第四頻段之方法可為窮舉法、二分法、線性搜尋法等演算法，且不在此限。控制方法50之詳細運作過程可參考前述，為求簡潔，在此不贅述。

綜上所述，相較於習知技術需要使用精準的參考時脈或是訓練圖樣來進行鎖定，上述實施例揭露之控制方法及時脈資料回復裝置可不需使用精準的參考時脈，即可產生準確的回復時脈與正確的時脈回復資料。藉此，建構時脈資料回復裝置的製造成本可被有效降低。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10、20‧‧‧時脈資料回復裝置

200‧‧‧電壓範圍產生單元

202‧‧‧比較單元

204‧‧‧控制模組

50‧‧‧控制方法

500~524‧‧‧步驟

CFREQ‧‧‧回復頻率

CP‧‧‧電荷泵

CP_EN‧‧‧電荷泵致能訊號

CLK‧‧‧回復時脈

CON‧‧‧選擇控制訊號

CON_R‧‧‧範圍控制訊號CON_R

CTT_VBG‧‧‧粗調測試頻段群組

CTT_VB‧‧‧粗調測試頻段

DATAIN‧‧‧輸入資料流

DFREQ‧‧‧資料頻率

DIV‧‧‧除頻單元

DIVCLK‧‧‧除頻時脈

DLOCK‧‧‧相位鎖定訊號

FDET‧‧‧頻率偵測器

FLOCK‧‧‧頻率鎖定訊號

FTT_VB‧‧‧細調測試頻段

LPF‧‧‧低頻濾波器

PDET‧‧‧相位偵測器

RDATA‧‧‧時脈回復資料

REF‧‧‧參考時脈

SEL‧‧‧選擇單元

STA‧‧‧狀態機

S_FD‧‧‧頻率差距訊號

S_PD‧‧‧相位差距訊號

VB_1~VB_n、VB_1~VB_15 VB_1’~VB_12’‧‧‧頻段

VB_SEL‧‧‧頻段選擇訊號

VB_W‧‧‧工作頻段

VBG_1~VBG_m、VBG_1~VBG_5‧‧‧頻段群組

VC‧‧‧鎖定電壓

VC_H‧‧‧高鎖定訊號

VC_L‧‧‧低鎖定訊號

VCO‧‧‧多頻段壓控震盪器

VR、VR1、VR2‧‧‧鎖定電壓範圍

第1圖為一習知時脈資料回復裝置的示意圖。

第2圖為本發明實施例一時脈資料回復裝置的示意圖。

第3A、3B圖為第2圖所示之時脈資料回復裝置運作時的範例 示意圖。

第4圖為第2圖所示之時脈資料回復裝置運作時的另一範例示意圖。

第5圖為本發明實施例一控制方法的示意圖。

50‧‧‧控制方法

500~524‧‧‧步驟

Claims (42)

1. 一種控制方法，用於支援複數個頻段的一時脈資料回復裝置，用來控制該時脈資料回復裝置於該複數個頻段中選擇一工作頻段，以使該時脈資料回復裝置產生一用來產生時脈回復資料(retimed data)的回復時脈，該控制方法包含有：接收具有一資料頻率的一序列資料流；將該複數個頻段對應於複數個頻段群組，其中每一頻段群組包含有至少一頻段且對應於不同頻率範圍；根據該資料頻率以及一鎖定電壓範圍，自該複數個頻段群組中，選擇一頻段群組作為一粗調頻段群組；以及根據該資料頻率、該鎖定電壓範圍以及該粗調頻段群組，選擇一頻段作為該工作頻段，以產生該回復時脈。
2. 如請求項1所述之控制方法，其中根據該資料頻率以及該鎖定電壓範圍，自該複數個頻段群組中，選擇該頻段群組作為該粗調頻段群組的步驟包含有：自該複數個頻段群組中，選擇一第一頻段群組作為一粗調測試頻段群組；自該粗調測試頻段群組中，選擇一第一頻段作為一粗調測試頻段；根據該測試頻段以及該資料頻率，產生一粗調鎖定電壓；以及判斷該粗調鎖定電壓是否存在於該鎖定電壓範圍內，以輸出該粗調頻段群組。
3. 如請求項2所述之控制方法，其中該第一頻段所對應之頻率範圍係該粗調測試頻段群組中至少一頻段對應之至少一頻率範圍中的中位數。
4. 如請求項2所述之控制方法，其中根據該粗調鎖定電壓以及該鎖定電壓範圍，判斷該粗調鎖定電壓是否存在於該鎖定電壓範圍內，以輸出該粗調頻段群組之步驟包含有：根據該粗調鎖定電壓以及該鎖定電壓範圍的一最高電壓，產生一高鎖定訊號；根據該粗調鎖定電壓以及該鎖定電壓範圍的一最低電壓，產生一低鎖定訊號；以及根據該高鎖定訊號以及該低鎖定訊號，判斷該粗調鎖定電壓是否存在於該鎖定電壓範圍內，以輸出該粗調頻段群組。
5. 如請求項2所述之控制方法，其中判斷該粗調鎖定電壓是否存在於該鎖定電壓範圍內，以輸出該粗調頻段群組之步驟包含有：當該粗調鎖定電壓存在於該鎖定電壓範圍內時，輸出該粗調測試頻段群組作為該粗調頻段群組。
6. 如請求項2所述之控制方法，其中判斷該粗調鎖定電壓是否存在於該鎖定電壓範圍內，以輸出該粗調頻段群組之步驟包含有：當該粗調鎖定電壓不存在於該鎖定電壓範圍內時，根據該粗調 鎖定電壓以及該鎖定電壓範圍，自該複數個頻段群組中選擇一第二頻段群組作為該粗調測試頻段群組。
7. 如請求項6所述之控制方法，其中當該粗調鎖定電壓高於該鎖定電壓範圍時，該第二頻段群組對應的頻率範圍高於該第一頻段群組對應的頻率範圍。
8. 如請求項6所述之控制方法，其中當該粗調鎖定電壓低於該鎖定電壓範圍時，該第二頻段群組對應的頻率範圍低於該第一頻段群組對應的頻率範圍。
9. 如請求項6所述之控制方法，其中根據該粗調鎖定電壓以及該鎖定電壓範圍，自該複數個頻段群組中選擇該第二頻段群組作為該粗調測試頻段群組之步驟包含有：根據該粗調鎖定電壓以及該鎖定電壓範圍，以二分法(binary search)自該複數個頻段群組中選擇該第二頻段群組作為該測試頻段群組。
10. 如請求項6所述之控制方法，其中根據該粗調鎖定電壓以及該鎖定電壓範圍，自該複數個頻段群組中選擇該第二頻段群組作為該粗調測試頻段群組之步驟包含有：根據該粗調鎖定電壓以及該鎖定電壓範圍，以線性搜尋(linear search)自該複數個頻段群組中選擇該第二頻段群組作為該 測試頻段群組。
11. 如請求項6所述之控制方法，其中根據該粗調鎖定電壓以及該鎖定電壓範圍，自該複數個頻段群組中選擇該第二頻段群組作為該粗調測試頻段群組之步驟包含有：根據該粗調鎖定電壓以及該鎖定電壓範圍，以窮舉法盲找(blind search)自該複數個頻段群組中選擇該第二頻段群組作為該測試頻段群組。
12. 如請求項2所述之控制方法，其中根據該資料頻率、該鎖定電壓範圍以及該粗調頻段群組，選擇該頻段作為該工作頻段，以產生該回復時脈的步驟包含有：自該粗調頻段群組中，選擇一第一頻段作為一細調測試頻段；根據該細調測試頻段以及該資料頻率，產生一細調鎖定電壓；判斷該細調鎖定電壓是否存在於該鎖定電壓範圍內，以輸出該工作頻段；以及根據該工作頻段，產生該回復時脈。
13. 如請求項12所述之控制方法，其中判斷該細調鎖定電壓是否存在於該鎖定電壓範圍內，以輸出該工作頻段之步驟包含有：當該細調鎖定電壓存在於該鎖定電壓範圍內時，判斷該鎖定電壓範圍是否等於一誤差臨界值，以輸出該工作頻段。
14. 如請求項13所述之控制方法，其中判斷該鎖定電壓範圍是否等於該誤差臨界值，以輸出該工作頻段之步驟包含有：當該鎖定電壓範圍等於該誤差臨界值時，輸出該細調測試頻段為該工作頻段。
15. 如請求項13所述之控制方法，其中判斷該鎖定電壓範圍是否等於該誤差臨界值，以輸出該工作頻段之步驟包含有：當該鎖定電壓範圍不等於該誤差臨界值時，縮小該鎖定電壓範圍。
16. 如請求項12所述之控制方法，其中判斷該細調鎖定電壓是否存在於該鎖定電壓範圍內，以輸出該工作頻段之步驟包含有：當該細調鎖定電壓不存在於該鎖定電壓範圍內時，根據該鎖定電壓以及該鎖定電壓範圍，選擇一第二頻段作為該細調測試頻段。
17. 如請求項16所述之控制方法，其中當該細調鎖定電壓高於該鎖定電壓範圍時，該第二頻段對應的頻率範圍高於該第一頻段對應的頻率範圍。
18. 如請求項16所述之控制方法，其中當該細調鎖定電壓低於該鎖定電壓範圍時，該第二頻段對應的頻率範圍低於該第一頻段對應的頻率範圍。
19. 如請求項2所述之控制方法，其中根據該資料頻率以及該鎖定電壓範圍，自該複數個頻段群組中，選擇該頻段群組作為該粗調頻段群組的步驟另包含有：調整各頻段對應的序列資料頻率範圍。
20. 如請求項19所述之控制方法，其中根據調整各頻段對應的序列資料頻率範圍之步驟包含有：透過改變一電荷泵之充電電流的電流值、一低通濾波器之頻寬以及一壓控振盪器的增益值中至少一者，調整各頻段對應的序列資料頻率範圍。
21. 一種時脈資料回復裝置，包含有：一相位偵測器，用來根據一序列資料流之一資料頻率以及一回復時脈之一回復頻率來產生一相位偵測訊號，並根據該序列資料流以及該回復時脈來產生回復資料；一電荷泵，耦接至該相位偵測器，用來根據該相位偵測訊號產生一電流訊號；一低通濾波器，耦接至該電荷泵，用來依據該電流訊號產生一鎖定電壓；一多頻段壓控振盪器，耦接至該低通濾波器，用以根據一頻段選擇訊號，操作於複數個頻段中之一工作頻段，並依據該鎖定電壓與該工作頻段來輸出該回復時脈； 一電壓範圍產生單元，根據一範圍控制訊號，產生一鎖定電壓範圍；一比較單元，耦接至該電壓範圍產生單元以及該低通濾波器，用來根據該鎖定電壓以及該鎖定電壓範圍的一最高電壓，輸出一高鎖定訊號，並根據該鎖定電壓以及該鎖定電壓範圍的一最低電壓，輸出一低鎖定訊號；以及一控制模組，耦接至該比較單元、該電荷泵、該電壓範圍產生單元以及該多頻段壓控振盪器，用來根據該鎖定電壓、該鎖定電壓範圍、該高鎖定訊號以及該低鎖定訊號，輸出該頻段選擇訊號以及該範圍控制訊號。
22. 如請求項21所述之時脈資料回復裝置，其中該電壓範圍產生單元為一數位至類比轉換器。
23. 如請求項21所述之時脈資料回復裝置，其中該電壓範圍產生單元與該比較單元組合為一類比至數位轉換器。
24. 如請求項21所述之時脈資料回復裝置，其中該控制模組將該複數個頻段對應於不同複數個頻段群組，每一頻段群組包含有至少一頻段且對應於不同頻率範圍，並根據該鎖定電壓、該高鎖定訊號以及該低鎖定訊號，自該複數個頻段群組中，選擇一頻段群組作為一粗調頻段群組，最後根據該鎖定電壓、該高鎖定訊號以及該低鎖定訊號，自該粗調頻段群組，選擇一頻段作為 該工作頻段。
25. 如請求項24所述之時脈資料回復裝置，其中該控制模組自該複數個頻段群組中，選擇一第一頻段群組作為一粗調測試頻段群組；自該粗調測試頻段群組中，選擇一第一頻段作為一粗調測試頻段；以及根據該高鎖定訊號以及該低鎖定訊號判斷對應於該粗調測試頻段的該鎖定電壓是否存在於該鎖定電壓範圍內，以輸出該粗調頻段群組。
26. 如請求項25所述之時脈資料回復裝置，其中該第一頻段所對應之頻率範圍係該粗調測試頻段群組中至少一頻段對應之至少一頻率範圍中的中位數。
27. 如請求項25所述之時脈資料回復裝置，其中當該鎖定電壓存在於該鎖定電壓範圍內時，該控制模組輸出該粗調測試頻段群組作為該粗調頻段群組。
28. 如請求項25所述之時脈資料回復裝置，其中當該鎖定電壓不存在於該鎖定電壓範圍內時，該控制模組根據該高鎖定訊號以及該低鎖定訊號，自該複數個頻段群組中選擇一第二頻段群組作為該粗調測試頻段群組。
29. 如請求項28所述之時脈資料回復裝置，其中當該高鎖定訊號指 示該鎖定電壓高於該鎖定電壓範圍時，該第二頻段群組對應的頻率範圍高於該第一頻段群組對應的頻率範圍。
30. 如請求項28所述之時脈資料回復裝置，其中當該低鎖定訊號指示該鎖定電壓低於該鎖定電壓範圍時，該第二頻段群組對應的頻率範圍低於該第一頻段群組對應的頻率範圍。
31. 如請求項28所述之時脈資料回復裝置，其中該控制模組根據該高鎖定訊號以及該低鎖定訊號，以二分法(binary search)自該複數個頻段群組中選擇該第二頻段群組作為該粗調測試頻段群組。
32. 如請求項28所述之時脈資料回復裝置，其中該控制模組根據該高鎖定訊號以及該低鎖定訊號，以線性搜尋(linear search)自該複數個頻段群組中選擇該第二頻段群組作為該粗調測試頻段群組。
33. 如請求項28所述之時脈資料回復裝置，其中該控制模組根據該高鎖定訊號以及該低鎖定訊號，以窮舉法盲找(blind search)自該複數個頻段群組中選擇該第二頻段群組作為該粗調測試頻段群組。
34. 如請求項24所述之時脈資料回復裝置，其中該控制模組自該粗 調頻段群組中，選擇一第一頻段作為一細調測試頻段；並根據該高鎖定訊號以及該低鎖定訊號判斷根據該細調測試頻段以及該資料頻率產生的該鎖定電壓是否存在於該鎖定電壓範圍內，以輸出該工作頻段。
35. 如請求項34所述之時脈資料回復裝置，其中當該鎖定電壓存在於該鎖定電壓範圍內時，該控制模組根據該範圍控制訊號判斷該鎖定電壓範圍是否小於或等於一誤差臨界值，以輸出該工作頻段。
36. 如請求項35所述之時脈資料回復裝置，其中當該鎖定電壓範圍小於或等於該誤差臨界值時，該控制模組輸出該細調測試頻段為該工作頻段。
37. 如請求項35所述之時脈資料回復裝置，其中當該鎖定電壓範圍大於該誤差臨界值時，該控制模組透過調整該範圍控制訊號，縮小該鎖定電壓範圍。
38. 如請求項34所述之時脈資料回復裝置，其中當該鎖定電壓不存在於該鎖定電壓範圍內時，該控制模組根據該高鎖定訊號以及該低鎖定訊號，選擇一第二頻段作為該細調測試頻段。
39. 如請求項38所述之時脈資料回復裝置，其中當該高鎖定訊號指 示該鎖定電壓高於該鎖定電壓範圍時，該第二頻段對應的頻率範圍高於該第一頻段對應的頻率範圍。
40. 如請求項38所述之時脈資料回復裝置，其中當該低鎖定訊號指示該鎖定電壓低於該鎖定電壓範圍時，該第二頻段對應的頻率範圍低於該第一頻段對應的頻率範圍。
41. 如請求項20所述之時脈資料回復裝置，其中該控制模組另輸出一頻寬控制訊號，以調整各頻段對應的頻率範圍。
42. 如請求項41所述之時脈資料回復裝置，其中該控制模組另輸出一頻寬控制訊號至該電荷泵、該低通濾波器以及該多頻段壓控振盪器中至少一者，以調整各頻段對應的頻率範圍。