TW293971B - - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（j ) 發明背景 有很多方式可以將資料從傅送器傳输至接收器。傳送 器具有時脈氰路，時脈電路控制經由通訊媒介傅輸資料的 速度。接收器也具有時脈電路，此時脈電路控制處理從通 訊媒介收到之資料的速度。 理想上，，接收器的時脈和傳送器的時脈應精確地運作 在同樣的頻率並被適當地調成相位相符。不過，俥送器的 時脈和接收器的時脈一般而言其頻率是互相接近但郤非一 致，而導致輕微的頻率不匹配。更進一步而言，通訊媒介 常會會將”時閃” （J i 11 e r，亦即相對於傳送器時脈倌號 之上升和下降緣的信號之時間偏移）引入資料之中。 先前，接收器使用過度取樣，鎖相迴路（” PLLs ” )或表面音波濾波器（” SAW f i 1 ters” ）以解決時閃和 時脈頻率之小置差異的問題。不過，至少基於兩個不同的 原因，這些技術己被證實在一些特定的應用中並不夠有效 。首先，在PLLs和SAW f i 1 ters方面，如果從第一傅送器 送出賫料，然後停止。，接著再從第二傳送器送出資料， 接收器可以觀察到在第一位元流（從第一傅送器）和第二 位元流（從第二傳送器）之間的一個明顯相位變化。接收 器必須能夠儘快地檢測並適應此相位變化以避免由於重新 同步所需之時間而實質上降低通訊媒介的頻宽。第二，過 度取樣技術，在此技術中之時脈運作在類如八倍的資料速 率，此技術需要大量的功率以運用道樣的時脈。 最近，新的時脈恢復電路己被創造出來而能夠立即或 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2 ) 極快地調整至從通訊媒介所得資料之相位變化。不幸的是 道些能夠立即或極快調整的時脈恢復電路即使不是讓全部 的也是讓很多的資料中之時閃通過。 發明概述 我們發現利用一種時脈恢復電路和具弹性儲存電賂之 結合能夠減輕這些問題。更明確的說，此具彈性之儲存電 路使用三個输入和一個输出。具弾性傭存電路之第一输入 被《氣耦合至時脈恢復電路的输出。第二输入接收代表從 通訊媒介所得之輸入資料流的資料信號。第三输入接收本 地時脈信號。 有利的是本發明減輕頻率不匹配的問題。 另一有利之處是本發明減輕時閃的問題 附圊簡述 附圚1是可以使用本明的一個通訊系統： 附圚2是附圚1中之接收器的第一具雅實施例； 附圖3是附圚1中之接收器的第二具體實施例； 附圖4是可以被使用作爲附圖2及/或3之具彈性傭 存電路的第一具體實施例； 附圓5是可以被使用作爲附圖2及/或3之具弾性傭 存電路的第二具體實施例； 附圖6是被附圇4之具彈性儲存裝置所使用和製造的 信號圚形；並且 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) λ. 訂 -5 - 20S971 經濟部中央梂準局員工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（3) 附圚7是附圖2或3之預處理電路的線路圖。 詳細說明 爲能清楚解釋，本發明之說明性的具髏實施例是以包 含各別功能區塊的方式呈現。這些區塊所代表之功能可以 經由分用或是專用硬髓的使用來提供。道些硬體包括但不 限於能夠執行軟體的硬體。術語”處理器”的使用不應被 解釋成專門是指能夠執行軟體的硬體。 附圖1之組成包括一個傅送器1 0 2，一個通訊媒介 1 0 4，和一個接收器1 0 6，其連接如圖所示。資料 1 0 8是由傳送器1 0 2所送出，被通訊媒介1 〇 4所傅 送，並到達接收器1 0 6成爲输入賫料流1 〇 7。接收器 1 〇 6將資料信號解碼以產生輸出資料流1 1 0。 附圖2顯示出接收器1 0 6包含預處理電路2 0 2。 預處理電路2 0 2處理輸入寳料流I 0 7以產生資料信號 2 0 4。資料信號2 0 4被输入時脈恢復電路2 0 6，時 脈恢復電路2 0 6使用資料倌號2 0 4以產生具有與資料 信號2 0 4存有逋當相位關係之時脈信號2 0 8。時脈恢 復電路2 0 6的一個範例描述於標題爲”用於時脈恢復之 方法和機構”並且被讓與本發明的受譲人之美國5， 2 3 7，2 9 0號專利，在此處被編入以作參考並如同其 被完整地陳述。具弹性儲存電路210具有接收時脈信號 2 0 8之第一输入2 0 9以及送出输出資料1 1 〇之输出 端 2 1 1 。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 •Ί8971 Α7 Β7 丨立/it丨 經濟部中央標準局工消費合作社印製 五、發明説明（4 ) 再參考附圖2，具彈性儲存電路2 1 0含有第二輸入 2 1 2和第三輸入2 1 3 °第二輸入2 1 2接收代表輸入 資料流1 0 7之資料信號2 0 4。在此具體實施例中，資 料信號2 0 4被直接輸入第二輸入端。對熟練於技術的人 而言顯而易見的是，可以使用正反器以提供延遲及/或同 步使得時脈信號2 0 8和資料信號2 0 4處於適當的關聯 性中·。第三輸入2 1 3接收本地時脈信號2 1 4。 附圖3類似於附圖2並顯示具有第一輸入3 0 2 ，第 二輸入3 0 4 ，第三輸入3 0 6和一個輸出3 0 8之具彈 性儲存電路2 1 0。第一輸入3 Q 2被電氣耦合至時脈恢 復電路2 0 6並接收時脈信號2 0 8。第二輸入3 0 4也 被耦合至時脈恢復電路2 Q 6並接收處於延遲形式之資料 信號2 0 4。換言之，除了資料信號2 0 4在到達第二輸 入3 0 4之前己經被例如時脈恢復電路2 0 6中之正反器 所延遲之情形外，第二輸入3 0 4和附圖2中之第二輸入 212接收同樣的信號。不過，在附圖2中，資料信號 2 0 4在到達第二輸入2 1 2之前並未被延遲（雖然在具 彈性之儲存電路'2 1 0中或許有一個提供此延遲之延遲元 件）。第三輸入3 0 6接收本地時脈信號2 1 4。 熟練於技術的人可以瞭解到如果資料信號2 0 4和時 脈信號2 0 8處於適當的關聯性中，可以有許多延遲元件 或沒有延遲元件，此與附圖2和3兩者中之資料信號相關 聯。因此如果有人想要使用如美國5 ，2 3 7 ，2 9 0號 專利（此專利未顯示儲存元件）所示之時脈恢復電路 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7_ 五、發明説明（，） 0 2 0 6，他應施行附圖2 (並在具弾性傭存電路2 1 0中 放置儲存元件）。 附圚4顯示具弾性儲存電路210之第一具體實施例 。所示之電路可以與附圖3結合使用。不過，以附圆2而 言，延遲元件可視狀況插入在賫料信號2 0 4 (例如，” RDATA” ）和反相器4 0 2之間。時脈信號2 0 8 ( 例如，” RCLK” ） 被輸入反相器4 0 4和反及閘（ NAND gates) 4 0 6 及 4 0 8。正反器 4 1 0 到 4 3 8 ( 只有偶數），反相器402，404，和440到462 (只有偶數），反及閘406，408，和464到 4 9 4 (只有偶數），反或閘4 9 6，以及作用爲傅输閘 之裝置4 9 8，如圖所示地被連接起來以運作如先進先出 (” FIFO” ）邏輯電路。FIFO電路和它們的作用 是廣爲人知的。請見Me ad和C ο n wa y，I n t r 〇 d u c t i ο n To VLSI Systems » Addison — Wesley * 頁 2 5 8 — 2 6 0 (1980)。第一输入209/302接收RCLK信號作 爲其之输入。第二输入2 1 2/3 0 4接收RDATA信號作 爲其之输入。第三输入2 1 3/3 0 6接收BCLK信號作爲 其之輸入。输出資料流1 1 〇以BDATA信號表示。此具彈 性儲存電路2 1 Q可以與任何時脈恢復電路2 0 6例如窄 頻帶PLL配合使用，但是以與例如美國5，2 3 7， 2 9 0號專利中所述的時脈恢復電路之立即或非常快速的 時脈恢復電路2 0 6配合使用爲最有利。窄頻帶PLLs 和SAW濾波器在確保鎖住相位之前約需1 〇 〇 〇個進入 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) λ. 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（e )

D 資料的過渡時期。宽頻帶P L L s在確保鎖住相位之前需 要1 0個或更多的進入資料的過渡時期。不過，依照美國 5，2 3 7，2 9 0號專利所作出之電路能改善這個數字 而達到在確保鎖住相位之前需要兩個或更少之進入資料的 過渡期間。 附圚5顯示具彈性儲存電路210之第二個具嫌資施 例。如所示此電路可以與附圚3結合使用。不過，以附圓 2而言，延遲元件可視狀況插入在資料信號2 0 4和移位 暫存器5 0 2之間。時脈信號2 0 8也被输入移位暫存器 5 0 2。具弾性儲存電路2 1 0之組成包含如所示相連接 的移位暫存器5 0 2，暫存器5 0 4，5 0 6和5 0 8以 及控制電路/計數器5 1 0。移位暫存器5 0 2和暫存器 5 〇 4形成解多工器。第一输入2 0 9/3 0 2接收％被 恢復時脈^信號作爲其之输入。第二输入端2 1 2/ 3 〇 4接收'^被恢復資料〃信號作爲其之輸入。第三输入 端2 1 3/3 0 6接收'^本地參考信號'作爲其之输入。 一般而言，賫料速率是等於本地參考信號之2的N次方倍 ，N是整數。如附圖5中所示，N等於三。輸出賫料流是 以％資料送出* (Data Out)信號表示。 已經描述了具彈性儲存電路210的兩個具髏資施例 ，將針對使用附圚4所示具彈性儲存電路210之接收器 1 〇 6所使用或產生的一些信號參考附圖6予以描述。波 形6 Q 2顯示被输入預處理電路2 0 2之输入資料流 1 〇 7。波形6 0 4顯示被輸入第二输入端2 1 2/ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -•β -9 - 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 293971 at _B7 五、發明説明（7 ) 3 0 4之1?〇众丁厶信號（例如資料信號2 0 4 )，爲了 實驗的目的此波形被選擇在髙（Η I )和低（L0)之間 交替。波形6 0 6顯示被输入第一输入端2 0 9/3 0 2 之RC LK信號。如同熟練於技術的人所能瞭解的，波形 6 0 2，6 0 4，和6 0 6遭受由通訊媒介1 〇 4所引入 的時閃。不過，一般而言，和示於附圖6之、被控制’時 閃相對的是由通訊媒介1 〇 4所引入的時閃在本質上是隨 機的。不過，一且波形6 0 4和6 0 6在具弹性儲存電路 2 1 0中被處理，如波形6 0 8和6 1 0所顯示的證據， 此時閃不再呈現，波形6 0 8和6 1 0分別代表输出資料 流110和本地時脈信號214 (如果需要）。 附圖7詳細地顯示出預處理電路2 0 2。此電路之作 用爲從例如光纖接收器取出具有小電壓變化範園1 〇 — 2 0毫伏）的信號，並將此變化範園轉換成較適於讓時脈 恢復電路2 0 6所使用之較大的電壓變化範圓（例如俥統 的0—5伏特）。基本上，此預處理電路202包含顯示 在虛線7 0 4和7 0 6之間的第一差動放大器7 0 2。差 動放大器7 0 2之输入端是、in'和'inn"，此输 入基本上是输入資料流1 0 7 (可以是接至'η'和' i η η'的差動输入）。出現在虛線7 0 4左方並顯現爲 電流源之偏壓裝置7 0 8被用以將差動放大器7 0 2偏壓 。第二差動放大器7 1 0顯示在虚線7 0 6和7 1 2之間 並作用爲提供額外之增益。熟練於技術的人應可瞭解到可 以使用其它形式的差動放大器。顯示在虛線712右方的 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) λ. — 丁 --a 10 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（8 ) 增益電路7 1 4爲其所最後输出的資料倌號2 0 4創造出 額外的增益。資料僧號2 0 4被輸入時脈恢復電路2 0 6 並以如上述的方式被處理。 熟練於技術的人應可瞭解人們可以對上述之具體實施 例做出很多的修改。例如，具弾性儲存氰路210的输入 端可以經由例如延遲元件，正交解多工器（quadrature demultiplexers)，和其它爲熟練於技術之人所知道的裝 置而被電氣耦合至時脈恢復電路2 0 6的输出。還有，取 決於必須的增益大小（相對於差動放大器7 0 2和第二差 動放大器7 1 0 )，預處理電路2 0 2可以使用一個單一 差動放大器或其它合適的電路。更進一步地，可以藉由將 η η"偏壓至信號η"的中間電壓以達成差動放 大器7 0 2之接受單端输入。最後，第一輸入端2 0 9 ( 附圖3之302)，第二输入端212 (附圖3之304 )，和第三输入端213 (附圖3之306)，雖然顯示 成分開的實質输入端，這些输入端可以用 '"邏辑#输入端 來達成。換言之，接收分開的信號之能力可以由其它方式 獏得，例如一個單一實質输入端循序接收不同的信號並暫 時儲存這些信號直到接收器準備處理所有的資訊。雖然此 作法有一些缺點，但此作法可以用例如多工器和緩衝器來 達成。因此，可以在不偏離申請專利範園之範疇的情形下 施行如上述之修改，以及其它的修改。 此外，熟練於技術的人應可瞭解本發明所適用的環境 有很多。例如，假設通訊媒介1 0 4是光織纜線，預處理 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 11 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（9) 電路2 0 2包含一個光的前放大器。不過，熟練於技術的 人應可瞭解預處理電路2 0 2可以採用包括但不限於低雜 訊放大器（％LNA# )，混合器，解調器，和/或等化 器等多種形式，採用何種形式決定於通訊媒介1 0 4，通 訊媒介1 0 4包括但不限於無線（例如射頻和紅外線）以 及電氣（例如同軸電纜，雙絞線）通訊媒介。更進一步的 ，輸出資料流1 1 0可以是居於中介的位置（亦即並非一 個像是電話，《視，資料處理單元等等之最終通訊節點。 )在這樣的情形中，输出資料流1 1 0可以被額外之通訊 媒介所傳輸，此額外之通訊媒介包括但不限於《氣導髅例 如同軸電纜，雙絞線等，無線通訊媒介例如射頻（RF〉 媒介，以額外之光嫌媒介。在這些情況中，另外一個即使 是不等同於但類似於上述接收器之接收器可以被使用於最 終通訊結點中。此可以使用另一個接收器之通訊節點包括 但不限於電話，電視，機組頂端盒子（set top box，一 般與電視結合使用），及/或資料處理單元（例如數據機 或其它電腦周邊單元）。因此，本發明可以被使用於上述 環境中而不致於脫離申請專利範園的範疇。 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂

Claims (1)

1. D8 ** "------- — -r· — 六、申請專利範圍 — 附件：vW 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 第841 04497號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國85年4月修正 1 . 一種電路，包含： (a ) —種具有一個输入和一個输出的時脈恢復電路 » (b ) —種具有一個第一输入，一個第二输入和一個 第三輸入，以及一個輸出的有彈性之儲存電路，此具彈性 儲存電路之第一输入被電氣耦合至時脈恢復電路的输出， 第二輸入用以接收代表输入資料流的資料信號，第三输入 用以接收本地時脈信號。 2 .如申請專利範圍第1項之電路，更進一步地包含 一種具有一個输入和一個輸出的預處理電路，此預處理電 路的输出被電氣耦合至時脈恢復電路的输入。 3 .如申請專利範圍第1項之電路，其中第二输入被 電氣耦合至時脈恢復電路的第二輸出。 4 .如申請專利範圏第1項之電路，其中第二輸入被 電氣耦合至输入資料流。 5 .如申請專利範圍第1項之電路，其中輸入資料流 是一個非同步俥輸模式格式之位元封包》 6 .如申請專利範画第1項之電路，其中具彈性之儲 存電路是一個解多工器。 7 ·如申請專利範圍第1項之電路，其中具彈性之儲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規《格（210X297公釐I j _ ---------《-------訂--Ί----Μ . t (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消费合作社印装 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 存電路是由一組記憶儲存元件和一組邏輯元件所構成’此 一組記憶儲存元件和一組邏輯元件互相連接以作用如一個 先進先出電路。 8 .如申請專利範圍第7項之電路’其中該組記憶儲 存元件是一組正反器。 9. 一種通訊鏈結，包含： (a)—個通訊媒介；和 (b ) —個用以输出代表輸入資料流之输出資料流的 電路，此輸入資料流是由通訊媒介輸出而得’此電路包含 « (1 )—種具有一個輸入和一個输出的時脈恢復電路 :以及 (2 ) —種具有一個第一輸入，一個第二輸入和一個 第三輸入，以及一個輸出的有彈性之儲存電路，第一輸入 被電氣耦合至時脈恢復電路的輸出，第二输入用以接收代 表輸入賫料流的資料信號，第三輸入用以接收本地時脈信 號。 1 〇 ·如申請專利範圍第9項之通訊鏈結，其中之通 訊媒介是光嫌媒介。 1 1 .如申請專利範圍第9項之通訊鏈結，其中之通 訊媒介是無線媒介》 1 2 .如申請專利範圍第1 1項之通訊鏈結，其中之 無線媒介是R F媒介》 1 3 .如申請專利範圍第1 1項之通訊鏈結，其中之 本紙張尺度遑用中國國家揉率（CNS ) A4洗格（210X297公釐）-2 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本I) -訂 經濟部中央標準局員工消费合作社印氧 233371 il C8 ________ D8 六、申請專利範圍 無線媒介是紅外線媒介。 1 4 .如申請專利範圔第9項之通訊鏈結，其中之通 訊媒介是電氣導體v 1 5 ·如申請專利範圍第9項之通訊鏈結，更進一步 地包含一個第二通訊媒介用以接收輸出資料流並形成第二 輸出資料流以供通訊節點使用。 1 6 .如申請專利範圍第9項之通訊鏈結，更進一步 地包含一種具有一個输入和一個輸出的預處理電路，將預 處理電路之输出電氣耦合至時脈恢復電路的输入。 1 7 · —種具有用以處理輸出資料流之電路的通訊裝 置’此输出資料流代表由通訊媒介输出之输入資料流，此 電路包含： (a )—種具有一個输入和一個輸出之時脈恢復電路 :和 (b ) —種具有一個第一輸入，一個第二輸入和一個 第三輸入，以及一個輸出的有彈性之儲存電路，第一输入 被電氣耦合至時脈恢復電路的输出，第二输入用以接收代 表输入資料流的資料信號，第三输入用以接收本地時脈信 號。 1 8 .如申請專利範圍第17項之通訊裝置，其中之 通訊裝置是電話* 1 9 .如申請專利範豳第1 7項之通訊裝置，其中之 通訊裝置是電視· 2 0 .如申請專利範圔第1 7項之通訊裝置，其中之 本纸張尺度逍用中國國家揉準（CNS}A4洗格（210X297公釐）-3 - (請先閲讀背面之注f項再填寫本頁) 訂- A8 B8 C8 D8 &、申請專利範圍 通訊裝置是資料處理單元。 2 1 .如申請專利範圍第1 7項之通訊裝置，其中之 通訊裝置是機組頂端盒子（set top box)。 2 2 ·如申請專利範圍第1 7項之通訊裝置，更進一 步地包含一種具有一個輸入和一個輸出的預處理電路，將 預處理電路的輸出電氣耦合至時脈恢復電路的輸入。 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) .-訂 經濟部中央標準局貝工消费合作社印装 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐）-4 -