偏置和隨機延遲的消除的製作方法

2023-05-29 16:05:21 1

專利名稱：偏置和隨機延遲的消除的製作方法
技術領域：
0001本申請涉及數字數據通信，且更具體地涉及數字數據通信中數
據同步系統和方法。
背景技術：
0002數據同步是數字通信領域中眾所周知的過程，用於確保接收器 將在存在數據符號且數據符號穩定期間的一個或多個時間點在採樣所接 收信號的每個數據符號。 一種典型的方法是儘可能接近其中心地採樣數 據符號。
0003在短範圍有線通信系統中，發射設備通常發送數據信號和單獨 的時鐘信號。時鐘信號指示接收設備何時採樣數據。在SDR系統中，每 個數據位伴隨一個時鐘脈衝，通常不需要接收設備調整數據的採樣時間， 並且不需要特殊的同步過程。
0004然而，在現代數據通信設備中，數據的位速率(或比特率)往 往比時鐘脈衝速率高，例如，在DDR (雙倍數據速率)和QDR (四倍數 據速率)兩個方法中，發射數據的位速率比時鐘速率高。在這種系統中， 接收器不得不產生一個頻率高於時鐘頻率、通常是時鐘頻率的整數倍的 採樣信號，並利用這個頻率增倍的採樣信號採樣位流(或比特流)。
0005在支持兩個設備之間雙向通信的DDR和QDR系統中， 一種方
法是使每個設備具有其各自的時鐘。通常，發射設備的時鐘用作主要的 頻率標準，而接收設備與發射設備的時鐘同步。這種半雙工方法在本領 域中被稱為"源同步"。 -
0006當發射的方向顛倒時，以前接收、現在發射的設備的時鐘成為 主要的頻率標準，並且以前發射、現在接收的設備的時鐘與發射設備的 時鐘同步。隨著電子設備如數據存儲設備的發展，使可攜式設備非常小 己成為可能。然而隨著小型化，功耗和連接性更具挑戰性。

發明內容
0007為了進一步促進上述小型化，限制連接器上引腳的數量並減少 這些設備中的電路數量和減少這些設備消耗的功率量是令人期望的。因 此，大大減少或消除在這些小設備中包括高頻時鐘的需求是有益的。
0008進一步有益的是，具有主機和設備之間的每時鐘脈衝的雙向多 位通信，而不需要在設備內建立時鐘，並且補償釆樣主機接收器和設備 接收器的信號的時間誤差，這些誤差是由偏置誤差和隨機延遲誤差造成 的。因此，在數據通信系統中提供偏置和隨機延遲補償存在優勢。
0009每時鐘脈衝多位通信具有利用較慢時鐘的優勢，從而噪音較小 且功耗更低。
0010各種實施例實現了這樣的優勢，本文提供了其示例。0011
一個實施例是用於數字通信系統的系統，其包括(a)數字通 信系統，該數字通信系統包括(a)主機，該主機包括(i)時鐘，其操 作用於產生具有時鐘速率的時鐘信號；(ii)接收器，其操作用於根據採 樣時間採樣位流的多個位，所述採樣時間根據時鐘信號確定；(iii)偏移 補償裝置，其操作用於調整採樣時間；(iv)表決裝置，其操作用於根據 位流的一個位的至少三個樣本之間的表決檢測時鐘信號和位流之間的偏 移，並通過偏移補償裝置調整採樣時間以補償偏移，以及(v)訓練裝置， 其操作用於檢測時鐘信號和訓練位流之間的偏移，所述訓練裝置進一步 操作用於通過偏移補償裝置調整採樣時間以補償偏移，和(b) —個操作 用於向主機發射位流和訓練位流的設備，所述位流和訓練位流根據主機 提供的時鐘信號同步，該設備缺少時鐘，並且其中偏移補償裝置操作用 於基本實時地調整採樣時間以補償偏移。
0012如本系統中實現的，表決中的樣本包括至少一個早期樣本、至 少一個中間樣本和至少一個晚期樣本。
0013此外，在該系統中，偏移補償裝置包括一個數字可調的採樣控 制裝置，其操作用於根據一數字值調整位流的一個位的採樣時間，該數 字值根據表決確定。0014而且，在該系統中，主機操作用於將數字值存儲在存儲器中，
以及隨後根據該存儲器恢復(restore)該數字值。
0015而且，在該系統中，數字可調的採樣控制裝置操作用於根據一 數字值調整位流的一個位的採樣時間，該數字值可以從至少四個可能的 數字值中選擇。
0016而且，在該系統中，所述補償包括在至少一個早期樣本與表決 不一致時延遲後續位的釆樣。
0017可替代地，在該系統中，所述補償包括在至少一個晚期樣本與 表決不一致時提前後續位的採樣。
0018在一個實施例中，補償包括在至少一個早期樣本與表決不一致 時延遲後續位的採樣，並且補償進一步包括在至少一個晚期樣本與表決 不一致時提前後續位的採樣。0019而且在該系統中，位流包括用戶數據。0020而且在該系統中，位流的位速率是時鐘速率的兩倍。0021可替代地，在該系統中，位流的位速率是時鐘速率的四倍。0022可替代地，在該系統中，位流的位速率是時鐘速率的八倍。0023在該系統的一個實施例中，位流的位速率是時鐘速率的整數倍。0024另一個實施例是一個用於數字通信系統的系統，其包括主機， 該主機包括(i)時鐘，其操作用於產生具有時鐘速率的時鐘信號；(ii) 接收器，其操作用於根據採樣時間採樣位流的多個位，所述採樣時間根 據時鐘信號確定；(iii)偏移補償裝置，其操作用於調整採樣時間；(iv) 表決裝置，其操作用於根據位流的一個位的至少三個樣本之間的表決檢 測時鐘信號和位流之間的偏移，並通過偏移補償裝置調整採樣時間以補 償偏移，以及(v)訓練裝置，其操作用於檢測時鐘信號和訓練位流之間 的偏移，所述訓練裝置進一步操作用於通過偏移補償裝置調整釆樣時間 以補償偏移，並且其中所述偏移補償裝置操作用於基本實時地調整採樣 時間以補償偏移。
0025如本系統所實現的，表決中的樣本包括至少一個早期樣本、至 少一個中間樣本和至少一個晚期樣本。
0026而且在該系統中，偏移補償裝置包括可數字調整的採樣控制裝置，其操作用於根據一數字值調整位流的一個位的採樣時間，該數字值 根據表決確定。
0027而且在該系統中，主機操作用於將該數字值存儲在存儲器中， 並且隨後根據該存儲器恢復該數字值。
0028而且在該系統中，數字可調的採樣控制裝置可操作用於根據一 數字值調整位流的一個位的採樣時間，該數字值可以從至少四個可能的 數字值中選擇。
0029而且，在該系統中，補償包括在至少一個早期樣本與表決不一 致時延遲採樣後續位。
0030可替代地，在該系統中，補償包括在至少一個晚期樣本與表決 不一致時提前採樣後續位。
0031在一個實施例中，補償包括在至少一個早期樣本與表決不一致 時延遲採樣後續位，並且其中補償進一步包括在至少一個晚期樣本與表 決不一致時提前採樣後續位。0032而且在該系統中，位流包括用戶數據。0033而且在該系統中，位流的位速率是時鐘速率的兩倍。0034可替代地，在該系統中，位流的位速率是時鐘速率的四倍。0035可替代地，在該系統中，位流的位速率是時鐘速率的八倍。0036在該系統的一個實施例中，位流的位速率是時鐘速率的整數倍。0037又一個實施例是一個用於數字通信系統的系統，其包括一操作 用於可拆地連接到主機的設備，該設備缺少時鐘，該設備包括(a)接 收器，其操作用於根據採樣時間採樣位流的多個位，所述採樣時間根據 主機時鐘信號確定；(b)偏移補償裝置，其操作用於調整採樣時間；(c) 表決裝置，其操作用於根據位流的一個位的至少三個樣本之間的表決檢 測時鐘信號和位流之間的偏移，並通過偏移補償裝置調整採樣時間以補 償偏移，以及(d)訓練裝置，其操作用於檢測時鐘信號和訓練位流之間 的偏移，所述訓練裝置進一步操作用於通過偏移補償裝置調整採樣時間 以補償偏移，並且其中所述偏移補償裝置操作用於基本實時地調整採樣 時間以補償偏移。
0038如本系統所實現的，表決中的樣本包括至少一個早期樣本、至少一個中間樣本和至少一個晚期樣本。
0039而且在該系統中，偏移補償裝置包括可數字調整的採樣控制裝 置，其操作用於根據一數字值調整位流的一個位的採樣時間，該數字值 根據表決確定。
0040而且在該系統中，所述設備操作用於將數字值存儲在存儲器中， 並且隨後根據該存儲器恢復該數字值。
0041而且在該系統中，可數字調整的採樣控制裝置可操作用於根據 一數字值調整位流的一個位的採樣時間，該數字值可以從至少四個可能 的數字值中選擇。
0042而且，在該系統中，補償包括在至少一個早期樣本與表決不一 致時延遲採樣後續位。
0043可替代地，在該系統中，補償包括在至少一個晚期樣本與表決 不一致時提前採樣後續位。
0044在該系統的一個實施例中，補償包括在至少一個早期樣本與表
決不一致時延遲採樣後續位，並且補償進一步包括在至少一個晚期樣本
與表決不一致時提前採樣後續位。0045而且在該系統中，位流包括用戶數據。0046而且在該系統中，位流的位速率是時鐘速率的整數倍。0047另一個實施例是用於數字通信的方法，其包括以下步驟(a)
利用一臺主機接收從一臺設備發射的位流，該位流根據該主機提供的時
鍾信號被同步，該設備缺少時鐘；(b)檢測主機時鐘信號和位流之間的
偏移，以及(c)基本實時地補償偏移和偏移變化。0048如該方法中所實現的，補償依照位流的一個位的至少三個樣本
間的表決，所述至少三個樣本包括至少一個早期樣本、至少一個中間樣
本和至少一個晚期樣本。
0049在一個實施例中，該方法還包括以下步驟(d)提供數字可調 的採樣控制裝置，其操作用於根據數字值調整位流的一個位的釆樣時間， 並且所述補償包括根據表決調整數字可調的採樣控制裝置。
0050在一個實施例中，該方法還包括以下步驟(e)提供數字存儲 器；(f)將所述數字值存儲在存儲器中；以及(g)隨後根據該存儲器恢
13復該數字值。
0051而且在該方法中，可數字調整的採樣控制裝置可操作用於根據 一數字值調整位流的一個位的採樣時間，該數字值可從至少四個可能的 數字值中選擇。
0052而且在該方法中，補償包括在至少一個早期樣本與表決不一致
時延遲採樣後續位。
0053可替代地，在該方法中，補償包括在至少一個晚期樣本與表決 不一致時提前採樣後續位。
0054在該方法的一個實施例中，補償包括在至少一個早期樣本與表 決不一致時延遲採樣後續位，並且其中補償進一步包括在至少一個晚期 樣本與表決不一致時提前採樣後續位。
0055而且在該方法中，位流包括用戶數據。
0056而且在該方法中，偏移的檢測包括使用訓練位流。
0057而且在該方法中，位流的位速率是時鐘速率的兩倍。
0058可替代地，在該方法中，位流的位速率是時鐘速率的四倍。
0059可替代地，在該方法中，位流的位速率是時鐘速率的八倍。
0060在該方法的一個實施例中，位流的位速率是時鐘速率的整數倍。


0061所附

各種實施例，其中
圖1是數據通信系統的一個實施例的框圖2是圖1中的數據通信系統的更為詳細的視圖3是偏移消除或補償設備的一個實施例的框圖4a是說明不需要時間校正的一個位的採樣的時間圖4b是說明一個位的早採樣的時間圖4c是說明 一個位的晚採樣的時間圖5是去偏移器的框圖6是表決器的框圖。
具體實施方式
0062在本申請的上下文中，各種術語可以解釋如下。
0063除非另外指定，本文使用的術語SDR (單倍數據速率)指的是 使用時鐘用於正在進行的同步的數據通信系統，其中數據位速率與時鐘 速率相同。
0064除非另外指定，本文使用的術語MDR (多倍數據速率)指的是 使用時鐘用於正在進行的同步的數據通信系統，其中數據位速率是多個 時鐘頻率。
0065除非另外指定，本文使用的術語DDR (雙倍數據速率)指的是 多個為2個的MDR。
0066除非另外指定，本文使用的術語QDR (四倍數據速率或四數據 速率)指的是多個為4個的MDR。
0067除非另外指定，本文使用的術語"表決"指的是對時鐘信號和 位流之間的微小隨機同步誤差進行校正的過程，其利用數據脈衝的多個 樣本來感測數據脈衝的前沿和/或後沿。優選地，至少相互對比三個樣本。 早期樣本和彼此匹配的多個後期樣本之間的不匹配表示早期樣本是在脈 衝穩定之前獲得的。後期樣本和彼此匹配的多個早期樣本之間的不匹配 表示後期樣本是在脈衝後沿獲得的。
0068除非另外指定，本文使用的術語"偏置延遲"指的是由電子系 統的一般固定屬性造成的時鐘信號和位流之間的延遲。
0069除非另外指定，本文使用的術語"隨機延遲"指的是由電子系 統的隨機噪聲和抖動(不穩定)造成的時鐘信號和位流之間的延遲。
0070除非另外指定，本文使用的術語"用戶數據"指的是有效載荷 數據，與訓練序列數據相對。
0071應當注意，術語諸如"延遲"或"偏移"指的是信號間的時間 差，能夠表示正或負的差。因此，先於第二信號的第一信號可以說相對 於第二信號被延遲，該延遲是負的。
0072目前要注意的是各實施例的詳細說明，各實施例被實現為使主 機能夠同步接收來自設備的數據流，而不需要該設備連同該數據流一起 發送單獨的同步信號。這樣實現的實施例使主機能夠同步數據流的接收， 其中該數據流的位速率是該主機提供的時鐘信號的頻率的倍數，從而解決與小型化相關的問題。0073儘管各實施例可以應用於採用多個值中任意一個的數據符號，
如在QAM (正交振幅調製)中，但是為了簡潔和清楚的目的，以下討論
將專注於二進位信號的特殊情況。
0074以下詳細描述的表決裝置檢測接收的位流和接收的時鐘之間的 偏移。
0075在一個實施例中，主機使用以上提到的表決裝置和以下詳細描 述的訓練裝置的組合來相互協作地調整偏置延遲以及由系統的物理配置 和系統中的隨機噪聲造成的隨機延遲，下文將詳細說明。
0076在表決裝置中， 一個數據位的至少3個樣本被用來確定位流是 否具有值"1"或"0"，且還確定後續數據位的採樣是否應當在時間上提前或 延遲。該系統採用這一表決裝置來同步主機時鐘和來自無時鐘的外部設 備的數據。訓練裝置在系統啟動期間提供總時間誤差的快速校正，並且 該表決裝置在發射用戶數據時提供小的時間誤差的即時校正， 一旦已經 建立數據鏈路則不需要包括額外的時間位(或計時位)。
0077如果數據鏈路攜帶長的單調數據序列，如一長串O或一長串1， 則表決裝置將不會在此序列中發現時間誤差，因為不存在轉換來導致早 期樣本或晚期樣本與多數不一致。這個問題可以通過各種方法解決，例 如，通過不產生長的單調數據串的加密方法加密用戶數據。可以容忍沒 有無法校正的時間誤差的單調數據串的最大長度與系統的各個組件的穩 定性有關。
0078在該系統實施例中的主機包含一個偏移消除電路(或去偏移電 路)，其檢測輸入數據和主機本地的採樣信號之間的偏移，所述輸入數據 由設備以作為主機時鐘速率倍數的數據速率發射，所述採樣信號的頻率 是主機時鐘頻率的整數倍，並且與主機時鐘信號同步。偏移消除器(或 去偏移器)為CPU (中央處理單元)饋送通過表決校正的數據以及頻率 等於數據速率且被去偏移到正確相位的採樣時鐘。
0079在一個實施例中，偏移消除器包括數字延遲線。為了允許對寬 範圍延遲的精確校正而不引入過多的抖動，數字延遲線優選具有多個分 接(tap),優選為至少四個。0080該系統採用允許偏置延遲校正的訓練序列。該系統還採用表決 來校正在系統運行期間隨時間變化的延遲。將這兩個方法即訓練和表決 協作地集成到一個系統中首次使得能夠使用高速數據與具有很低速率的 同步誤差的無時鐘小型存儲設備通信。
0081優選地，偏置延遲保存在數字存儲器中，並且當系統重啟時偏 置延遲隨後從該存儲器中恢復，由此每當通信重新開始時不需要重複訓 練序列。
0082隨機誤差校正和偏置誤差校正之間的協作是以下事實的結果， 即偏置校正取決於由系統讀取的序列的穩定確定。抖動的讀取阻止穩定 且平穩地追蹤校正的偏置延遲。另一方面，校正的偏置延遲支持表決裝 置的運行，因為它使採樣脈衝非常接近於其相對於數據流的正確時間， 使表決的裝置僅僅作微小的精細調整。這兩個延遲補償裝置之間的合作 使該實施例能夠提供主機和小型存儲設備之間的穩定、高速的通信。
0083現在請參看圖1。主機20通過一個串行連接連接到設備22，如 存儲卡。在圖1中，數據從主機20的CPU24流向設備22的CPU32， 經過主機連接器28和設備連接器30，並經過數據調節前端(未顯示)， 該數據調節前端操作用於管理串行連接協議。
0084雖然目前的討論集中在從設備22到主機20的數據傳輸，但是 在本文描述的傳輸用戶數據期間的時鐘偏移的訓練和補償也可以應用到 從主機20到設備22的數據傳輸中。但是，應該注意，訓練偏移補償對 於從設備22到主機20的數據傳輸是更為重要的，因為主機20從無時鐘 設備22接收的數據會出現相對時鐘28的更多偏移。
0085在主機時鐘26中產生的時鐘信號和數據一起通過前端和連接器 28和30，並為設備22提供用於從主機20接收數據的同步信息。
0086當數據在MDR系統諸如DDR或QDR中傳輸時，接收設備必
須基於主機時鐘的脈衝產生多倍率的時鐘以及將倍增的時鐘與位流同 步。
0087該問題的一個解決方案涉及使用上述表決裝置。0088現在請參看圖2。當設備22向主機20發送數據時，需要產生頻 率是主機時鐘26的頻率的整數倍並與接收的位流同步的採樣信號。
10089與圖1中的元件相同的元件在圖2中未進行注釋以避免混亂。
0090主機20中的偏移消除器電路34接收進入的位流和主機20的本 地時鐘26。偏移消除器34輸出兩個信號到主機CPU 24:同步、倍增的 採樣時鐘36以及經過表決過程的合成位流38。
0091去除主機時鐘26和來自設備22的不具有設備22的時鐘參考的 數據流之間的偏移關係的困難在於存在於本地時鐘26的時鐘信號39和 位流37之間的未知延遲。該延遲是由電子設備中電路內部延遲以及系統 內的物理距離造成的，在本領域目前的技術狀況下，該延遲可從單個毫 微秒變化到數十毫微秒。
0092這個困難可通過經由訓練裝置應用訓練序列來確定該未知延遲 來克服，所述訓練序列是設備22發送到主機20的預先定義的數據序列
(例如，1-0-0-0)。所述訓練裝置合併了圖1、 2和3的多個元件，即操 作用於發射訓練序列的設備22(圖1)，操作用於檢測和校正時鐘偏移(或 時鐘脈衝相位差)的偏移消除器34 (圖2)以及操作用於控制偏移消除 器34的主機CPU 24 (圖1)。偏移消除器34 (圖2)更為詳細地在圖3 中(在此處用參考數字40進行標記)示出。圖3中的表決器42、時鐘乘 法器46和去偏移器44是訓練裝置的所有部件。主機20調整本地時鐘26 的信號和位流採樣信號之間的延遲，直到訓練序列被正確接收。之後， 偏移消除器34存儲該延遲值，並使用該延遲值來延遲時鐘信號26，確保 位流將在正確的時間被採樣。
0093當通信被故意停止時，例如，由於電力節約政策，延遲保持存 儲在主機20中，並且一旦恢復通信，則可以重新使用該延遲，就不需要 每當系統啟動時重做訓練過程。
0094現在參看圖3。偏移消除器40由三個主要組件組成時鐘乘法 器46、表決裝置即表決器42和去偏移器44。
0095時鐘乘法器46接收主機時鐘信號52作為輸入，並將倍增的時 鍾54發射到去偏移器44。時鐘乘法器46以位流的速率產生時鐘信號。
0096數字可調的偏移補償裝置即去偏移器44，接收倍增的時鐘54和 偏移校正56，並輸出去偏移的時鐘60，該時鐘60與延遲的位流同步。 去偏移器44包括一個數字延遲線，該數字延遲線操作用於根據偏移校正56延遲時鐘信號以補償數據流的延遲。由於去偏移器44是數字的，因此
一旦時鐘不定地中斷，去偏移器44就存儲延遲，並且一旦系統操作恢復 就應用延遲。去偏移器44在下文將作進一步的詳細描述。
0097表決器42從設備22和去偏移的時鐘60接收原始接收的數據48 作為輸入，並且將採樣時鐘58和同步數據50輸出到主機CPU24。表決 器42根據至少3個表決脈衝的採樣結果確定每個數據位是"O"還是"1 "。
0098表決裝置，即表決器42，檢測接收的位流和接收的時鐘之間的 偏移，如在圖4a-c的時序圖中所看到的。
0099在圖4a，單個位的示例信號70具有上升間隔72，穩定間隔74 和下降間隔76。在表決系統中，信號70的早期樣本76a、中間樣本78a 和後期樣本80a被獲得。在圖4a所圖示的情形中，所有三個樣本76a、 78a和80a—致，位被判定為邏輯"l"，並且沒有必要調整後續位的採樣 時間。
00100在圖4b中，信號70的樣本76b， 78b和80b的獲取時間都比 圖4a中的樣本早。在這種情況下，早期樣本76b是邏輯"0"，而中間樣 本78b和後期樣本80b都是邏輯"1"。在2對1多數的基礎上，位被判 定為邏輯"1"。早期樣本76b和樣本78b及80b之間的不一致表明採樣 被執行得過早，並且表決裝置調整採樣時間以延遲後續位的採樣，如下 文的說明。
00101在圖4c，信號70的樣本76c、 78c和80c的獲取時間都比圖4a 中的樣本晚。在這種情況下，早期樣本76c和中間樣本78c是邏輯"1"， 而晚期樣本80c是邏輯"0"。在二對一的多數的基礎上，位被判定為邏 輯"1 "。晚期樣本80c和樣本76c及78c之間的不一致表明採樣被執行得 過晚，並且表決裝置調整採樣時間以提前後續位的採樣。
00102圖5是偏移補償裝置或去偏移器44的示例的框圖，所述去偏 移器44操作用於為倍增的時鐘54去偏移。倍增的時鐘54被輸入到具有 多個分接98的延遲線90，每個分接98具有不同的延遲。多路復用器92 操作用於根據由上下計數器96輸出的分接選擇信號94來選擇多個分接 98之一上的被延遲的倍增時鐘信號。分接選擇信號94反映了上下計數器 96的狀態。多路復用器92的輸出是去偏移的時鐘60。
1900103上下計數器96可以呈現出多個值或狀態中的任一種，數量等 於分接98的數目。該數量確定系統可校正時鐘偏移的解析度。如果分接 選擇信號94使用二進位信號實現，則分接選擇信號94必須具有多條線 路，線路數量至少等於以2為底的分接98的數目的對數。
00104在系統正常運行期間，上下計數器96由偏移校正56控制。偏 移校正56在任何時候可以具有三個值中的一個，這些值是"增量"，"減 量"和"無改變"。因此，如果偏移校正56利用二進位信號實現，則偏 移校正56必須具有至少兩條線路。
00105由於倍增的時鐘54基本上是周期性的，所以上下計數器96是 "環繞"類型時是有利的。因此，如果上下計數器96處於具有最大延遲 的分接98被選擇的狀態時，並且偏移校正56具有的值為"增量"，則上 下計數器96將切換到具有最小延遲的分接98被選擇的狀態。同樣，如 果上下計數器96處於具有最小延遲的分接98被選擇的狀態時，並且偏 移校正56具有的值為"減量"，則上下計數器96將切換到具有最小延遲 的分接98被選擇的狀態。
00106如果上下計數器96處於具有除了最大延遲以外的延遲的分接 98被選擇的狀態下，並且偏移校正56具有的值為"增量"，則上下計數 器96將切換到具有下一個較大延遲的分接98被選擇的狀態。如果上下 計數器96處於具有除了最小延遲以外的延遲的分接98被選擇的狀態下， 並且偏移校正56具有的值為"減量"，則上下計數器96將切換到具有下 一個較短延遲的分接98被選擇的狀態。如果偏移校正56的值為"無改 變"，則上下計數器96不改變狀態。
00107在一個實施例中，預設輸入100將上下計數器96設置為任意 值。因此，在訓練期間，CPU 24 (圖1)可以通過預設輸入100任意選 擇各種分接98，直到訓練序列被適當接收。預設輸入100還根據存儲器
(未顯示)設置上下計數器，所述存儲器存儲上下計數器96之前使用的 值，由於選擇了之前使用的值，那麼如果時鐘偏移沒有本質變化，則不 需要執行訓練。該存儲器可以位於主機20 (圖1)或設備22 (圖1)中。
00108圖6是表決裝置或表決器42的示例的框圖，該表決器42操作 用於根據位的三個樣本中的多數表決確定接收數據48的數據位的值並且根據接收數據48的早期樣本和晚期樣本對多數的關係產生偏移校正56。
00109採樣時鐘生成器116操作用於為去偏移的時鐘60的每個脈衝 產生採樣時鐘58的一列三個時鐘。
00110採樣時鐘58的每個脈衝觸發採樣裝置110來捕獲進入數據48 的樣本122。這些樣本122被提供給移位寄存器112，移位寄存器112根 據採樣時鐘58對樣本122進行移位。由此，移位寄存器112a為去偏移 的時鐘60的每個脈衝輸出早期樣本124、中間樣本126和晚期樣本128。
00111樣本124， 126和128被提供給多數電路114，該多數電路114 操作用於根據樣本124， 126和128之間的多數產生二進位輸出數據50。 更具體地，如果樣本124， 126和128中只有一個或者沒有一個為邏輯"1 "， 則數據輸出50為邏輯"0"。如果樣本124， 126和128中的兩個或三個 為邏輯"1"，則數據輸出50為邏輯"1"。
00112在此實施例中，增量偏移校正56a和減量偏移校正56b的組合 形成偏移校正56 (圖3)。
00113早期樣本124和輸出數據60由早比較器118比較以產生增量 偏移校正56a。早期樣本124和輸出數據50之間的差別表明採樣發生得 太早，所以上下計數器96被增加，發生環繞，從而延遲後續位的採樣。
00114晚期樣本128和輸出數據50由晚比較器120比較以產生較量 偏移校正56b。晚期樣本128和輸出數據50之間的差別表明採樣發生得 太晚，所以上下計數器96被減少，發生環繞，從而提前後續位的採樣。
00115如果早期樣本124和晚期樣本128都與輸出數據50 —致，則 不必要調整，所以上下計數器96不變。
00116儘管本發明針對有限數量的實施例進行了說明，但是應當理解， 可以對本發明作出各種修改、變更和其他應用。
權利要求
1.一種數字通信系統，包括(a)主機，所述主機包括(i)時鐘，其操作用於產生具有時鐘速率的時鐘信號；(ii)接收器，其操作用於根據採樣時間採樣位流的多個位，所述採樣時間根據所述時鐘信號確定；(iii)偏移補償裝置，其操作用於調整所述採樣時間；(iv)表決裝置，其操作用於根據所述位流的一個位的至少三個樣本之間的表決檢測所述時鐘信號和所述位流之間的偏移，並通過所述偏移補償裝置調整所述採樣時間以補償所述偏移，以及(v)訓練裝置，其操作用於檢測所述時鐘信號和訓練位流之間的偏移，所述訓練裝置進一步操作用於通過所述偏移補償裝置調整所述採樣時間以補償所述偏移，和(b)一個操作用於向所述主機發射所述位流和所述訓練位流的設備，所述位流和所述訓練位流根據所述主機提供的所述時鐘信號被同步，該設備缺少時鐘，並且其中所述偏移補償裝置操作用於基本實時地調整所述採樣時間以補償所述偏移。
2. 根據權利要求1所述的系統，其中所述表決中的所述樣本包括至少一個早期樣本、至少一個中間樣本和至少一個晚期樣本。
3. 根據權利要求1所述的系統，其中所述偏移補償裝置包括一個可數字調整的採樣控制裝置，其操作用於根據一數字值調整所述位流的位的採樣時間，所述數字值根據所述表決確定。
4. 根據權利要求3所述的系統，其中所述主機操作用於將所述數字值存儲在存儲器中，以及隨後根據所述存儲器恢復所述數字值。
5. 根據權利要求3所述的系統，其中所述可數字調整的採樣控制裝置操作用於根據一數字值調整所述位流的位的採樣時間，所述數字值可以從至少四個可能的數字值中選擇。
6. 根據權利要求2所述的系統，其中所述補償包括在至少一個所述早期樣本與所述表決不一致時延遲後續位的採樣。
7. 根據權利要求2所述的系統，其中所述補償包括在至少一個所述晚期樣本與所述表決不一致時提前後續位的採樣。
8. 根據權利要求2所述的系統，其中所述補償包括在至少一個所述早期樣本與所述表決不一致時延遲後續位的採樣，並且其中所述補償進一步包括在至少一個所述晚期樣本與所述表決不一致時提前後續位的採樣。
9. 根據權利要求l所述的系統，其中所述位流包括用戶數據。
10. 根據權利要求1所述的系統，其中所述位流的位速率是所述時鐘速率的兩倍。
11. 根據權利要求1所述的系統，其中所述位流的位速率是所述時鐘速率的四倍。
12. 根據權利要求1所述的系統，其中所述位流的位速率是所述時鐘速率的八倍。
13. 根據權利要求1所述的系統，其中所述位流的位速率是所述時鐘速率的整數倍。
14. 一種包括主機的數字通信系統，所述主機包括(a)時鐘，其操作用於產生具有時鐘速率的時鐘信號；(b) 接收器，其操作用於根據採樣時間採樣位流的多個位，所述採樣時間根據所述時鐘信號確定；(c) 偏移補償裝置，其操作用於調整所述採樣時間；(d) 表決裝置，其操作用於根據所述位流的一個位的至少三個樣本之間的表決檢測所述時鐘信號和所述位流之間的偏移，並通過所述偏移補償裝置調整所述採樣時間以補償所述偏移，以及(e) 訓練裝置，其操作用於檢測所述時鐘信號和一訓練位流之間的偏移，所述訓練裝置進一步操作用於通過所述偏移補償裝置調整所述採樣時間以補償所述偏移，並且其中所述偏移補償裝置操作用於基本實時地調整所述採樣時間以補償所述偏移。
15. 根據權利要求14所述的系統，其中所述表決中的所述樣本包括至少一個早期樣本、至少一個中間樣本和至少一個晚期樣本。
16. 根據權利要求14所述的系統，其中所述偏移補償裝置包括可數字調整的採樣控制裝置，其操作用於根據一數字值調整採樣所述位流的位的採樣時間，所述數字值根據所述表決確定。
17. 根據權利要求16所述的系統，其中所述主機操作用於將所述數字值存儲在一存儲器中，並且隨後根據所述存儲器恢復所述數字值。
18. 根據權利要求16所述的系統，其中所述可數字調整的採樣控制裝置可操作用於根據一數字值調整採樣所述位流的位的釆樣時間，該數字值可以從至少四個可能的數字值中選擇。
19. 根據權利要求15所述的系統，其中所述補償包括在至少一個所述早期樣本與所述表決不一致時延遲後續位的採樣。
20. 根據權利要求15所述的系統，其中所述補償包括在至少一個所述晚期樣本與所述表決不一致時提前後續位的採樣。
21. 根據權利要求15所述的系統，其中所述補償包括在至少一個所述早期樣本與所述表決不一致時延遲後續位的採樣，並且所述補償進一步包括在至少一個所述晚期樣本與所述表決不一致時提前後續位的採樣。
22. 根據權利要求14所述的系統，其中所述位流包括用戶數據。
23. 根據權利要求14所述的系統，鐘速率的兩倍。
24. 根據權利要求14所述的系統，鐘速率的四倍。
25. 根據權利要求H所述的系統，鐘速率的八倍。
26. 根據權利要求14所述的系統，鐘速率的整數倍。其中所述位流的位速率是所述時其中所述位流的位速率是所述時其中所述位流的位速率是所述時其中所述位流的位速率是所述時
27. —種數字通信系統，其包括一操作用於可拆地連接到主機的設備，該設備缺少時鐘，該設備包括(a) 接收器，其操作用於根據採樣時間採樣位流的多個位，所述採樣時間根據主機時鐘信號確定；(b) 偏移補償裝置，其操作用於調整所述採樣時間；(c) 表決裝置，其操作用於根據所述位流的一個位的至少三個樣本之間的表決檢測所述時鐘信號和所述位流之間的偏移，並通過所述偏移補償裝置調整所述採樣時間以補償所述偏移，以及(d) 訓練裝置，其操作用於檢測所述時鐘信號和一訓練位流之間的偏移，所述訓練裝置進一步操作用於通過所述偏移補償裝置調整所述採樣時間以補償所述偏移，並且其中所述偏移補償裝置操作用於基本實時地調整所述採樣時間 以補償所述偏移。
28. 根據權利要求27所述的系統，其中所述表決中的所述樣本包括至少一個早期樣本、至少一個中間樣本和至少一個晚期樣本。
29. 根據權利要求27所述的系統，其中所述偏移補償裝置包括可數 字調整的釆樣控制裝置，其操作用於根據一數字值調整所述位流的位的 採樣時間，所述數字值根據所述表決確定。
30. 根據權利要求29所述的系統，其中所述設備操作用於將所述數 字值存儲在存儲器中，並且隨後根據所述存儲器恢復所述數字值。
31. 根據權利要求29所述的系統，其中所述可數字調整的採樣控制 裝置可操作用於根據一數字值調整所述位流的位的採樣時間，所述數字 值可以從至少四個可能的數字值中選擇。
32. 根據權利要求28所述的系統，其中所述補償包括在至少一個所 述早期樣本與所述表決不一致時延遲後續位的採樣。
33. 根據權利要求28所述的系統，其中所述補償包括在至少一個所 述晚期樣本與所述表決不一致時提前後續位的採樣。
34. 根據權利要求28所述的系統，其中所述補償包括在至少一個所 述早期樣本與所述表決不一致時延遲後續位的釆樣，並且其中所述補償進一步包括在至少一個所述晚期樣本與所述表決不一致時提前後續位的 採樣。
35. 根據權利要求27所述的系統，其中所述位流包括用戶數據。
36. 根據權利要求27所述的系統，其中所述位流的位速率是所述時鐘速率的整數倍。
37. —種數字通信的方法，其包括以下步驟(a) 通過一臺主機接收從一臺設備發射的位流，所述位流根據該主 機提供的時鐘信號被同步，該設備缺少時鐘；(b) 檢測所述主機時鐘信號和所述位流之間的偏移，以及(c) 基本實時地補償所述偏移和所述偏移的變化。
38. 根據權利要求38所述的方法，其中所述補償是根據所述位流的 一個位的至少三個樣本間的表決，所述至少三個樣本包括至少一個早期 樣本、至少一個中間樣本和至少一個晚期樣本。
39. 根據權利要求38所述的方法，進一步包括以下步驟(d) 提供可數字調整的採樣控制裝置，其操作用於根據一數字值調 整所述位流的位的採樣時間，並且其中所述補償包括根據所述表決調整 所述可數字調整的採樣控制裝置。
40. 根據權利要求39所述的方法，進一步包括以下步驟(e) 提供數字存儲器；(f) 將所述數字值存儲在所述存儲器中；以及(g) 隨後根據所述存儲器恢復所述數字值。
41. 根據權利要求39所述的方法，其中所述可數字調整的採樣控制 裝置可操作用於根據一數字值調整所述位流的位的採樣時間，該數字值 可從至少四個可能的數字值中選擇。
42. 根據權利要求38所述的方法，其中所述補償包括在至少一個所 述早期樣本與所述表決不一致時延遲後續位的採樣。
43. 根據權利要求38所述的方法，其中所述補償包括在至少一個所 述晚期樣本與所述表決不一致時提前後續位的採樣。
44. 根據權利要求38所述的方法，其中所述補償包括在至少一個所 述早期樣本與所述表決不一致時延遲後續位的採樣，並且其中所述補償 進一步包括在至少一個所述晚期樣本與所述表決不一致時提前後續位的 採樣。
45. 根據權利要求38所述的方法，其中所述位流包括用戶數據。
46. 根據權利要求37所述的方法，其中所述偏移的所述檢測包括使 用訓練位流。
47. 根據權利要求37所述的方法，其中所述位流的位速率是所述時 鐘速率的兩倍。
48. 根據權利要求37所述的方法，其中所述位流的位速率是所述時 鐘速率的四倍。
49. 根據權利要求37所述的方法，其中所述位流的位速率是所述時 鐘速率的八倍。
50. 根據權利要求37所述的方法，其中所述位流的位速率是所述時 鐘速率的整數倍。
全文摘要
一種用於數字通信的系統和方法，其中主機提供主機時鐘，無時鐘設備以時鐘速率整數倍的數據速率發射根據該時鐘同步的一位流到主機。訓練裝置利用訓練數據檢測主機時鐘和位流之間的時間偏移，而數字偏移補償裝置根據位流的一個位的至少三個樣本之中的表決基本實時地補償偏移和隨時間推移而發生的偏移變化，如果早期或晚期樣本與表決不一致則分別延遲或提前隨後的採樣。優選地，補償值選自至少四個可能的補償值，並且可存儲在存儲器中以加速系統的後續重啟。
文檔編號H04L7/00GK101669318SQ200880013412
公開日2010年3月10日 申請日期2008年3月9日 優先權日2007年3月8日
發明者T·利拉恩 申請人:桑迪士克以色列公司