TW201434287A - 時脈內嵌資料的產生裝置及傳輸方法 - Google Patents

時脈內嵌資料的產生裝置及傳輸方法 Download PDF

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Abstract

一種時脈內嵌資料的產生裝置及傳輸方法,其中的傳輸方法包括:依據數字序列來依序產生多個前導信號,其中各前導信號包括多數個位元。數字序列包括多數個數值,各前導信號的位元依據對應的各數值來決定;接著,在數個前導信號傳輸週期中分別傳輸前導信號,並在多個資料傳輸週期中分別傳輸多個資料信號。

Description

時脈內嵌資料的產生裝置及傳輸方法
本發明是有關於一種時脈內嵌資料的信號產生裝置以及其信號傳輸方法,且特別是有關於一種可降低射頻雜訊的時脈內嵌資料的信號產生裝置以及其信號傳輸方法。
時脈內嵌資料的信號傳輸系統中,其中的一個傳輸方式為在資料中加入一個或多個發生固定形式轉態的前導信號,並使信號接收端的時脈內嵌資料回復(Clock-Data Recovery,CDR)系統則可以依據前導信號來還原時脈內嵌資料信號中的資料。
請參照圖1,圖1繪示習知的時脈內嵌資料信號100波形。其中,時脈內嵌資料信號100包括依序排列的前導信號101、資料信號102、前導信號103以及資料信號104。前導信號101以及前導信號103皆由兩個位元0以及1依序構成,也因此,在前導信號101以及前導信號103中都會固定有一個由邏輯低準位轉態到邏輯高準位的信號轉態動作。這個固定的信號轉態動作並不會因為資料信號102以及資料信號104中的資料發生變化而消失。也就是說,習知的時脈內嵌資料信號100的傳輸方式中,會因為週期性產生的前導信號,其所具有的固定轉態現象,而產生電磁干擾(Electromagnetic interference,EMI)情況。
本發明提供一種時脈內嵌資料的傳輸方法,有效降低時脈內嵌資料因轉態所產生的射頻雜訊。
本發明更提供一種時脈內嵌資料的信號產生裝置,可有效降低時脈內嵌資料因轉態所產生的射頻雜訊。
本發明提供一種時脈內嵌資料的傳輸方法,包括:依據數字序列來依序產生多個前導信號,其中各前導信號包括多數個位元。數字序列包括多數個數值,各前導信號的位元依據對應的各數值來決定。在數個前導信號傳輸週期中分別傳輸前導信號,並在多個資料傳輸週期中分別傳輸多個資料信號。其中,各資料傳輸週期發生在各前導信號傳輸週期之後。
在本發明之一實施例中,時脈內嵌資料的傳輸方法更包括:藉由亂數產生方式來產生數字序列。
在本發明之一實施例中,時脈內嵌資料的傳輸方法更包括:藉由亂數產生方式產生多數個亂數產生結果,並且,針對亂數產生結果進行邏輯運算以產生數字序列。
在本發明之一實施例中,時脈內嵌資料的傳輸方法更包括:藉由擾亂器來產生數字序列。
在本發明之一實施例中,上述之各前導信號的位元不完全相同。
本發明另提供一種時脈內嵌資料的信號產生裝置,包括數序產生器以及控制器。數序產生器產生數字序列。控制器耦接數序產生器,依據數字序列來依序產生多個前導 信號。其中,各前導信號包括多數個位元,數字序列包括多數個數值。各前導信號的位元依據對應的各數值來決定,並且,控制器在多個前導信號傳輸週期中分別傳輸前導信號,控制器並在多個資料傳輸週期中分別傳輸多個資料信號。其中,資料傳輸週期分別發生在前導信號傳輸週期之後。
基於上述,本發明預計數字序列來產生多個前導信號,並藉由動態改變時脈內嵌資料中的前導信號的多個位元的至少其中之一,來變更前導信號各個位元間所發生的信號轉態的狀態。如此一來,時脈內嵌資料在傳輸時因為前導信號所產生的射頻雜訊可以被有效的降低,進以提升時脈內嵌資料傳輸的精確度。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
請參照圖2,圖2繪示本發明一實施例的時脈內嵌資料的傳輸方法的流程圖。在本實施例中,時脈內嵌資料的傳輸步驟包括:在步驟S210中,依據數字序列來依序產生多個前導信號,其中,各前導信號包括多數個位元。數字序列中則包括多數個數值,各前導信號的多個位元則依據對應的各數值來決定。簡單來說,以前導信號具有兩個位元為範例,數字序列可以包括一個或多個的0以及一個或多個的1。而前導信號的兩個位元在所對應的數字序列 的數值等於0時,可以被設定為依序排列的“0”以及“1”,相對的,前導信號的兩個位元在所對應的數字序列的數值等於1時,則可以被設定為依序排列的“1”以及“0”。
接著,在步驟S220中,則在多個前導信號傳輸週期中分別傳輸在步驟S210設定完成的前導信號,並在多數個資料傳輸週期中分別傳輸多個資料信號,其中,資料傳輸週期分別發生在前導信號傳輸週期之後。也就是說,每一個資料傳輸週期前伴隨著與之對應的一個前導信號傳輸週期。
以下請同時參照圖2及圖3A,圖3A繪示本發明一實施例的時脈內嵌資料信號300的波形圖。延續前述導信號具有兩個位元的範例,在數字序列的數值依序為1以及0的情況下,時脈內嵌資料信號300中的前導信號310對應到的數字序列的數值等於1,因此,前導信號310中的位元依序被設定等於“1”及“0”。另外,時脈內嵌資料信號300中的前導信號330對應到的數字序列的數值則等於0,因此,前導信號310中的位元依序被設定等於“0”及“1”。
在圖3A中的時脈內嵌資料信號300中,在前導信號傳輸週期TA1中所傳輸的前導信號310的電壓準位是由邏輯高準位轉態到邏輯低準位,而在前導信號傳輸週期TA2中所傳輸的前導信號330的電壓準位則是由邏輯低準位轉態到邏輯高準位。也就是說,時脈內嵌資料信號300中,前導信號的轉態方式是非固定不變的,也有效將低其所可能產生的電磁干擾的能量。
附帶一提的,在本實施例中,資料傳輸週期TD1發生在前導信號傳輸週期TA1後,並用以傳送資料信號320,而資料傳輸週期TD2發生在前導信號傳輸週期TA2後,並用以傳送資料信號340。
請參照圖3B,圖3B繪示本發明另一實施例的時脈內嵌資料信號301的波形圖。與前一實施例不相同的,本實施例的時脈內嵌資料信號301的前導信號包括三個位元。也就是說,用來作為產生前導信號的依據的數字序列可以包括6個不同的數值,分別用來設定前導信號的三個位元依序等於“0”“0”“1”、“0”“1”“1”、“0”“1”“0”、“1”“0”“0”、“1”“0”“1”或是“1”“1”“0”。
而在圖3B中,時脈內嵌資料信號301所包括的前導信號311以及331分別包括的三個位元分別為“1”“0”“1”以及“0”“1”“0”。如此一來,時脈內嵌資料信號301中所包括的前導信號311以及331的轉態方式並非固定的,而可以持續的發生變化。也因此,時脈內嵌資料信號301因前導信號的轉態所產生的電磁干擾可以有效的被降低。
再請參照圖3C,圖3C繪示本發明另一實施例的時脈內嵌資料信號302的波形圖。與前述實施例不相同的,本實施例的時脈內嵌資料信號302的前導信號則包括四個位元。其中,時脈內嵌資料信號302中的前導信號312所包括的四個位元依序為“1”“1”“0”“0”,時脈內嵌資料信號302中的前導信號332所包括的四個位元依序為“0”“0”“1”“1”,時脈內嵌資料信號302中的前導信號352所包括 的四個位元依序為“0”“0”“1”“0”,時脈內嵌資料信號302中的前導信號372所包括的四個位元依序為“0”“1”“0”“1”。
同樣的,時脈內嵌資料信號302中所包括的前導信號312、332、352以及372的轉態方式並非固定的,而可以持續的發生變化。也因此,時脈內嵌資料信號302因前導信號的轉態所產生的電磁干擾可以有效的被降低。
值得注意的是,上述圖3A~圖3C的實施例中,其中的數字序列可以是一個設定好的固定序列,也可以是一個透過亂數產生器(random number generator)或是擾亂器(scrambler)所產生的序列。此外,數字序列還可以先藉由亂數產生方式產生多數個亂數產生結果,再針對所產生的多個亂數產生結果進行邏輯運算以產生數字序列。另外,依據數字序列所設定的前導信號的所有位元是不完全相同的。
請參照圖4A,圖4A繪示本發明一實施例的時脈內嵌資料的信號產生裝置400的示意圖。時脈內嵌資料的信號產生裝置400包括控制器410以及數序產生器420。數序產生器420用來產生數字序列NS,並提供數字序列NS至控制器410,控制器410則用來產生時脈內嵌資料信號CKIS。控制器410則依據數字序列NS來依序產生多個前導信號,控制器410並在多個前導信號傳輸週期中分別傳輸前導信號,且在多數個資料傳輸週期中分別傳輸多個資料信號。其中,資料傳輸週期分別發生在前導信號傳輸週 期之後。
另外,數序產生器420也可以內建在控制器410中,並且,當數字序列NS是固定數值的序列時,數序產生器420也可以是記憶體。當控制器410進行前導信號的產生動作時,則僅需由數序產生器420中讀出數字序列NS即可。
再請參照圖4B,圖4B繪示本發明實施例的時脈內嵌資料的信號產生裝置400的另一實施方式的示意圖。本實施方式中的信號產生裝置400包括亂數產生器430或是擾亂器430以及控制器410。而與圖4A的實施例不相同的,本實施方式利用亂數產生器430或是擾亂器430來產生非固定數序的數字序列NS。其中,亂數產生器430則可以利用所謂的線性位移回饋暫存器(Linear Shift Feedback Register,LSFR)來實施。
其中,擾亂器430可以是任意位元數的擾亂器,而擾亂器的實施細節已為本領域具通常知識者所理解,故不另贅述於此。
以下請參照圖5,圖5繪示本發明實施例的線性位移回饋暫存器500的實施方式。線性位移回饋暫存器500包括D型正反器DFF1~DFF4以及互斥或閘XOR1。其中,互斥或閘XOR1的輸入端耦接至D型正反器DFF3及DFF4的輸出端Q,而互斥或閘XOR1的輸出端則耦接至D型正反器DFF1的資料入端D。D型正反器DFF1~DFF4相互串接,並透過時脈輸入端CK接收時脈信號CKIN。線性位 移回饋暫存器500透過D型正反器DFF1~DFF4的輸出端Q產生多個位元的資料Q1~Q4,而資料Q1~Q4即可提供作為數字序列NS。
在此,圖5繪示的線性位移回饋暫存器500的實施方式僅只是一個範例,並不用以限縮本發明。本領域具通常知識者都可以知道線性位移回饋暫存器可以有多種的實施方式,也皆可應用以作為本發明實施例中的亂數產生器。
請參照圖6,圖6繪示本發明實施例的時脈內嵌資料的數序產生器600的另一實施方式。在本實施方式中,數序產生器600包括多個亂數產生器601~60N以及邏輯運算電路610。邏輯運算電路610耦接至亂數產生器601~60N,並接收亂數產生器601~60N所產生的多組亂數產生結果。邏輯運算電路610並針對亂數產生器601~60N所產生的多組亂數產生結果來進行邏輯運算,並藉以產生數字序列NS。
上述邏輯運算電路610所進行的邏輯運算可以包括邏輯的或(OR)、及(AND)、反向以及/或互斥的運算,設計者可以依據需要進行所需要的設計選擇,來選擇設計邏輯運算的實質內容。
綜上所述,本發明利用產生具有不同轉態狀況的前導信號,來使時脈內嵌資料在進行傳輸的同時,可以有效降低所產生的電磁干擾,有效提升時脈內嵌資料的傳輸的可靠度,進而提升所屬系統的整體效率。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定 本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
S210~S220‧‧‧時脈內嵌資料的傳輸步驟
300、301、302‧‧‧時脈內嵌資料信號
310、330、311、331、312、332、352、372‧‧‧前導信號
320、340‧‧‧資料信號
400‧‧‧信號產生裝置
410‧‧‧控制器
420、600‧‧‧數序產生器
430‧‧‧亂數產生器/擾亂器
500‧‧‧線性位移回饋暫存器
601~60N‧‧‧亂數產生器
610‧‧‧邏輯運算電路
TA1、TA2‧‧‧前導信號傳輸週期
TD1、TD2‧‧‧資料傳輸週期
NS‧‧‧數字序列
CKIS‧‧‧時脈內嵌資料信號
DFF1~DFF4‧‧‧D型正反器
XOR1‧‧‧互斥或閘
D‧‧‧資料入端
CK‧‧‧時脈輸入端
CKIN‧‧‧時脈信號
Q1~Q4‧‧‧資料
圖1繪示習知的時脈內嵌資料信號100波形。
圖2繪示本發明一實施例的時脈內嵌資料的傳輸方法的流程圖。
圖3A繪示本發明一實施例的時脈內嵌資料信號300的波形圖。
圖3B繪示本發明另一實施例的時脈內嵌資料信號301的波形圖。
圖3C繪示本發明另一實施例的時脈內嵌資料信號302的波形圖。
圖4A繪示本發明一實施例的時脈內嵌資料的信號產生裝置400的示意圖。
圖4B繪示本發明實施例的時脈內嵌資料的信號產生裝置400的另一實施方式的示意圖。
圖5繪示本發明實施例的線性位移回饋暫存器500的實施方式。
圖6繪示本發明實施例的時脈內嵌資料的數序產生器600的另一實施方式。
S210~S220‧‧‧時脈內嵌資料的傳輸步驟

Claims (13)

  1. 一種時脈內嵌資料的傳輸方法,包括:依據一數字序列來依序產生多數個前導信號,其中各該前導信號包括多數個位元,該數字序列包括多數個數值,各該前導信號的該些位元依據對應的各該數值來決定;以及在多數個前導信號傳輸週期中分別傳輸該些前導信號,並在多數個資料傳輸週期中分別傳輸多數個資料信號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之時脈內嵌資料的傳輸方法,更包括:藉由一亂數產生方式來產生該數字序列。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之時脈內嵌資料的傳輸方法,更包括:藉由一亂數產生方式產生多數個亂數產生結果;以及針對該些亂數產生結果進行邏輯運算以產生該數字序列。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之時脈內嵌資料的傳輸方法,更包括:藉由一擾亂器來產生該數字序列。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之時脈內嵌資料的傳輸方法,其中各該前導信號的該些位元不完全相同。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之時脈內嵌資料的傳輸方法,其中該些資料傳輸週期分別發生在該些前導信號傳輸週期之後。
  7. 一種時脈內嵌資料的信號產生裝置,包括:一數序產生器,產生一數字序列;以及一控制器,耦接該數序產生器,依據該數字序列來依序產生多數個前導信號,其中各該前導信號包括多數個位元,該數字序列包括多數個數值,各該前導信號的該些位元依據對應的各該數值來決定,並且,該控制器在多數個前導信號傳輸週期中分別傳輸該些前導信號,該控制器並在多數個資料傳輸週期中分別傳輸多數個資料信號。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之信號產生裝置,其中該些資料傳輸週期分別發生在該些前導信號傳輸週期之後。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之信號產生裝置,其中該數序產生器為一亂數產生器。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之信號產生裝置,其中該亂數產生器為線性移位回饋暫存器。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之信號產生裝置,其中該數序產生器包括:多數個亂數產生器,產生多數個亂數產生結果;以及一邏輯運算電路,耦接該些亂數產生器,依據該些亂數產生結果行邏輯運算以產生該數字序列。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之信號產生裝置,其中該數序產生器為擾亂器。
  13. 如申請專利範圍第7項所述之信號產生裝置,其中各該前導信號的該些位元不完全相同。
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