差動傳輸器及其數據截取自動調整方法
2023-05-01 02:00:36
專利名稱：差動傳輸器及其數據截取自動調整方法
技術領域：
本發明涉及一種數據傳輸器(transmitter),且特別涉及一種差動傳輸器及其的數據截取自動調整方法。
背景技術：
差動傳輸器可以將輸入數據轉換為差動信號，並將差動信號傳送給下一級(接收器)。以低壓差動信號(low voltage differential signal,以下簡稱LVDS)為例，目前所有LVDS傳輸器在輸入數據的截取(data strobe)有兩種方式， 一種是在時鐘(clock)信號CLK的上升沿對輸入數據信號Din作截取(如圖1A所示)，另一種是在時鐘信號CLK的下降沿對輸入數據信號Din作截取(如圖IB所示)。
傳統LVDS傳輸器有一根輸入模式控制端RFB,可用來決定輸入數據信號Din的截取是在時鐘信號CLK的上升沿(圖1A)或下降沿(圖1B)。使用者(系統設計者)必須通過LVDS傳輸器的一根輸入模式控制端RFB，對LVDS傳輸器設定正確的輸入數據截取方式。
圖2是說明傳統LVDS傳輸器200的電路方塊圖。通過外部電路對傳輸器200的輸入模式控制端RFB做拉上(pull-up)或拉下(pull-down)的設定，使用者(系統設計者)可以正確地設定傳輸器200的輸入數據截取方式。傳統LVDS傳輸器200內具有多工器210。依據輸入模式控制端RFB的控制，多工器210決定將時鐘信號CLK與數據信號Din切換至升沿截取(risingedge strobe)單元220,或是將時鐘信號與數據信號切換至降沿截取(fallingedge strobe)單元230。如果多工器210將時鐘信號CLK與數據信號Din切換至升沿截取單元220，則升沿截取單元220在時鐘信號CLK的上升沿截取數據信號Din，並依據截取結果轉換為第一差動輸出信號。如果多工器210將時鐘信號CLK與數據信號Din切換至降沿截取單元230,則降沿截取單元230在時鐘信號CLK的下降沿截取數據信號Din，並依據截取結果轉換為第二差動輸出信號。當使用者(系統設計者)通過外部電路對傳輸器200的輸入模式控制端RFB做拉上(pull-up)時，多工器210將時鐘信號CLK與數據信號Din切換至升沿截取單元220，使得輸入數據信號Din的截取是在時鐘信號CLK的上升沿。當輸入模式控制端RFB做拉下(pull-down)時，多工器210將時鐘信號CLK與數據信號Din切換至降沿截取單元230,使得輸入數據信號Din的截取是在時鐘信號CLK的下降沿。
由前述可知，使用者(系統設計者)必須事先知道輸入數據信號Din是屬於圖1A所示的類型或圖IB所示的類型，再決定對輸入輸入模式控制端RFB做拉上(pull-up)或拉下(pull-down)。然而，經常有使用者(系統設計者)因設定不當而發生數據截取錯誤的情形。
發明內容
本發明提供一種差動傳輸器，可以自動調整輸入數據截取方式。
本發明提供一種數據截取自動調整方法，使差動傳輸器可以自動調整其輸入數據的截f^方式。
本發明提出一種差動傳輸器，包括相位檢測單元、切換單元、升沿截取單元以及降沿截取單元。相位檢測單元檢測時鐘信號與數據信號的相位關係，並輸出檢測結果。切換單元耦接至相位檢測單元，用以依據檢測結果，決定將時鐘信號與數據信號切換至切換單元的第一輸出端組，或是將時鐘信號與數據信號切換至切換單元的第二輸出端組。升沿截取單元耦接至切換單元的第一輸出端組，用以在時鐘信號的上升沿截取數據信號，並依據截取結果轉換為第一差動輸出信號。降沿截取單元耦接至切換單元的第二輸出端組，用以在時鐘信號的下降沿截取數據信號，並依據截取結果轉換為第二差動輸出信號。
在本發明的一實施例中，上述的相位檢測單元包括多相截耳又單元以及選擇單元。多相截取單元將時鐘信號與數據信號其中一個延遲而產生多個
相位信號，以及依據時鐘信號與數據信號其中另 一 個與前述相位信號的相位關係而產生多個截取數據。選擇單元耦接至多相截取單元，用以依據前述截取數據的邏輯狀態而輸出檢測結果。
在本發明的一實施例中，上述的多相截取單元包括延遲鎖定迴路以及邊沿檢測器。延遲鎖定迴路接收時鐘信號，並將時鐘信號延遲為前述相位信號。邊沿檢測器耦接至延遲鎖定迴路，用以依據前述相位信號的上升沿時序而鎖存數據信號，以產生前述截取數據。
本發明提出一種差動傳輸器的數據截取自動調整方法，包括在時鐘
信號的一個周期中定義多個檢測時序；在該周期中定義第 一期間與第二期間；分別於所述檢測時序截取數據信號，而獲得多個截取數據；通過檢查所述截取數據，判斷數據信號的轉態發生在第一期間或第二期間，以獲得檢測結果；以及依據檢測結果，決定在時鐘信號的上升沿截取數據信號，或是在時鐘信號的下降沿截取數據信號。
本發明因檢測時鐘信號與數據信號的相位關係，而實現輸入數據截取的自動調整方法。由於不需外部電路設定輸入數據的截取方式，避免因外部電路的設定不當而發生數據截取錯誤的情形。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉優選實施例，並配合附圖，作詳細說明如下。
圖1A繪示為數據信號在時鐘信號的下降沿送出，而差動傳輸器截取數
據的最佳位置是在時鐘信號的上升沿。
圖1B繪示為數據信號在時鐘信號的上升沿送出，而差動傳輸器截取數
據的最佳位置是在時鐘信號的下降沿。
圖2是說明傳統LVDS傳輸器的電路方塊圖。圖3是依照本發明實施例說明一種差動傳輸器的電路方塊圖。圖4是依照本發明說明圖3中相位檢測單元與切換單元的實施例。圖5是依照本發明實施例說明圖4中相位信號與截取數據的時序關係。主要元件符號說明
200:傳輸器
210:多工器
220、330:升沿截取單元
230、340:降沿截取單元
300:差動傳輸器
310:相位4全測單元
320:切換單元321:第一輸出端組322:第二輸出端組323、 324、 325、 326:開關410:多相截取單元411:延遲鎖定迴路412:邊沿檢測器420:選擇單元CLK:時鐘信號CLK0 CLK6:相位信號D0 D6:截取數據Din: 數據信號M:檢測結果
MB: 4企測結果M的反相信號
Pl:第一期間
P2:第二期間
RFB:輸入模式控制端
T0 T6:檢測時序
具體實施例方式
圖3是依照本發明實施例說明一種差動傳輸器300的電路方塊圖。差動傳輸器300包括相位4全測單元310、切換單元320、升沿截取單元330以及降沿截取單元340。相位檢測單元310檢測時鐘信號CLK與數據信號Din的相位關係，並輸出檢測結果M。切換單元320耦接至相位檢測單元310。依據相位4企測單元310所輸出的^r測結果M，切換單元320決定將時鐘信號CLK與數據信號Din切換至第一輸出端組321，或是將時鐘信號CLK與數據信號Din切換至第二輸出端組322。
升沿截取單元330耦接至切換單元320的第一輸出端組321。升沿截取單元330在時鐘信號CLK的上升沿截取數據信號Din,並依據截取結果轉換為第一差動輸出信號。降沿截取單元340耦接至切換單元320的第二輸出端組322。降沿截取單元340在時鐘信號CLK的下降沿截取數據信號Din，並依據截取結果轉換為第二差動輸出信號。升沿截取單元330與降沿截取單元340可以任何方式實現。在本實施例中，升沿截取單元330與降沿截取單元340的實現方式可以參照圖2的升沿截取單元220與降沿截取單元230，故不再贅述。因此，第一差動輸出信號與第二差動輸出信號可以是低壓差動信號。
如果切換單元320將時鐘信號CLK與數據信號Din切換至升沿截取單元330,則升沿截取單元330在時鐘信號CLK的上升沿截取數據信號Din,並依據截取結果轉換為第一差動輸出信號。如果切換單元320將時鐘信號CLK與數據信號Din切換至降沿截取單元340，則降沿截取單元340在時鐘信號CLK的下降沿截取數據信號Din,並依據截取結果轉換為第二差動輸出信號。
相位衝企測單元310可以在時鐘信號CLK的一個周期中定義多個檢測時序(detecting timing) TO、 Tl、 T2、 ...、 Tn，且在該周期中定義第一期間PI與第二期間P2。相位檢測單元310分別於檢測時序T0 Tn截取數據信號Din,而產生多個截取數據。相位檢測單元310通過檢查截取數據而判斷數據信號Din的轉態發生在第一期間PI或第二期間P2,以作為檢測結果M並傳送給切換單元320。
相位檢測單元310與切換單元320可以任何方式實現。例如，圖4是依照本發明說明圖3中相位檢測單元310與切換單元320的實施例。其中切換單元320包括開關323、 324、 325與326。開關323與324均受控於檢測結果M,而開關325與326則受控於檢測結果M的反相信號MB。因此，當開關323與324截止時，開關325與326可以將時鐘信號CLK與數據信號Din傳送給降沿截耳又單元340。反之，當開關325與326截止時，開關323與324可以將時鐘信號CLK與數據信號Din傳送給升沿截取單元330。
請繼續參照圖4,相位^r測單元310包括多相截取單元410以及選4奪單元420。多相截耳又單元410將時鐘信號CLK與數據信號Din其中 一個延遲而產生多個相位信號，以及依據時鐘信號CLK與數據信號Din其中另 一個與前述相位信號的相位關係而產生多個截取數據。在此假設多相截取單元410輸出7個截取數據，並註記為DO、 Dl、 ...、 D6。
在本實施例中，多相截取單元410包括延遲鎖定迴路(delay locked loop,DLL) 411以及邊沿檢測器412。延遲鎖定迴路411接收時鐘信號CLK,並將時鐘信號CLK延遲為前述相位信號。在此假設延遲鎖定迴路4U輸出7個相位信號，並註記為CLK0、 CLK1.....CLK6。邊沿4全測器412耦接至
延遲鎖定迴路411,用以依據相位信號CLK0 CLK6的上升沿時序而鎖存數據信號Din,以產生截取數據D0 D6。所屬領域具有通常知識者可以任何方式實現邊沿檢測器412。例如，在本實施例中邊沿檢測器412可能包含7個數據鎖存器。相位信號CLKO ~ CLK6以一對一方式各自觸發這7個數據鎖存器，使其鎖存數據信號Din。因此，這7個數據鎖存器便可以提供截取數據D0 D6。選擇單元420耦接至多相截取單元410。選擇單元420依據截取數據DO D6的邏輯狀態而輸出檢測結果M給切換單元320。
圖5是依照本發明實施例說明圖4中相位信號CLKO ~ CLK6與截取數據DO ~ D6的時序關係。請參照圖4與圖5,本實施例利用延遲鎖定迴路411,將輸入時鐘信號CLK做等比例的延遲輸出，而獲得7個相位信號CLKO CLK6 (如圖5所示)，其中相位信號CLKO即為時鐘信號CLK。本實施例是通過相位信號CLKO ~ CLK6的上升沿來定義檢測時序TO T6。邊沿檢測器412依據相位信號CLKO ~ CLK6的上升沿0企測時序TO ~ T6)分別對輸入數據信號Din做鎖存(latch)。如圖5所舉例，因此邊沿檢測器412在檢測時序T0 T6鎖存到的截取數據值D0 D6分別為0、 0、 0、 0、 1、 1、 1。
當Dn不等於Dn-l時，數據信號Din必定有一個邊沿(edge)發生，也就是發生轉態。由圖5可以很明顯看出，數據信號Din在檢測時序T3與T4之間發生轉態。因此，選擇單元420可由邊沿檢測器412輸出的截取數據D0 D6的值來當作判斷數據信號Din發生轉態的依據。當數據信號Din轉態的發生介於第一期間Pl (相當於檢測時序T2 T5)時，可判斷輸入數據信號Din屬於圖1A所示的類型，即數據信號Din在時鐘信號CLK的下降沿送出。因此，選擇單元420通過檢測結果M控制切換單元320，使切換單元320選擇將時鐘信號CLK與數據信號Din傳送給升沿截取單元330。反之，當數據信號Din轉態的發生介於第二期間P2 (相當於檢測時序TO T2,以及T5至下一個周期的檢測時序TO)時，可判斷輸入數據信號Din屬於圖1B所示的類型，即數據信號Din在時鐘信號CLK的上升沿送出。因此，選擇單元420通過檢測結果M控制切換單元320,使切換單元320選擇將時鐘信號CLK與數據信號Din傳送給降沿截取單元340。如此就可以自動且正確地對輸入數據信號Din做截取，而不會因外部電路設定不當，造成數據信號Din截取錯誤的情形發生。在此請注意，本發明可以應用任何可能的方法，來取得時鐘信號CLK與數據信號Din彼此之間的相位關係，而不以前述的實施例為限。
舉例來說，雖然在前述的實施例中，本發明將時鐘信號CLK延遲而成
為相位信號CLKO、 CLK1.....CLK6,並在其後利用這些相位信號作為鎖
存數據信號Din的依據；然而，這樣的運作並非為本發明的限制。
在本發明的另一實施例中，本發明還可以將數據信號Din進行延遲，而產生多個相位信號，並且利用這些相位信號來拴鎖時鐘信號CLK，以求得多個截取數據，公開至此，本領域技術人員應可輕易地參考前述的公開，以通過這些提取數據獲得數據信號Din與時鐘信號CLK彼此的相位關係，故其詳細操作與相關裝置便不另贅述。然而，這樣的相對應變化，亦屬本發明的範疇。
從其他角度來看上述實施例，可以歸納為 一種差動傳輸器的數據截取自動調整方法。此數據截取自動調整方法包括下述步驟。首先，在時鐘信號CLK的一個周期中定義多個檢測時序TO ~ Tn,以及在該周期中定義第一期間PI與第二期間P2。上述n值可以是任意整數(在此譬如為6,也就是定義7個檢測時序TO ~ T6)。接下來分別於檢測時序TO ~ Tn截取數據信號Din,而獲得多個截取數據DO Dn。通過檢查截取數據DO ~ Dn,判斷數據信號Din的轉態發生在第一期間PI或第二期間P2，以獲得檢測結果M。最後依據檢測結果M,決定在時鐘信號CLK的上升沿截取數據信號Din,或是在時鐘信號CLK的下降沿截取該數據信號Din。例如，當數據信號Din轉態的發生於第一期間PI時，可選擇將時鐘信號CLK與數據信號Din傳送給升沿截取單元330,以便在時鐘信號CLK的上升沿截取數據信號Din。反之，當數據信號Din轉態的發生於第二期間P2時，可選擇將時鐘信號CLK與數據信號Din傳送給降沿截取單元340，以便在時鐘信號CLK的下降沿截取數據信號Din。
綜上所述，上述實施例因檢測時鐘信號CLK與數據信號Din的相位關係，而實現輸入數據截取的自動調整方法。由於不需外部電路設定輸入數據的截取方式，避免因外部電路的設定不當而發生數據截取錯誤的情形。
雖然本發明已以優選實施例公開如上，然其並非用以限定本發明，本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視所附權利要求書所界定者為準。
權利要求
1.一種差動傳輸器，包括一相位檢測單元，用以檢測一時鐘信號與一數據信號的相位關係，並輸出一檢測結果；一切換單元，耦接至該相位檢測單元，用以依據該檢測結果，決定將該時鐘信號與該數據信號切換至該切換單元的第一輸出端組，或是將該時鐘信號與該數據信號切換至該切換單元的第二輸出端組；一升沿截取單元，耦接至該切換單元的第一輸出端組，用以在該時鐘信號的上升沿截取該數據信號，並依據截取結果轉換為第一差動輸出信號；以及一降沿截取單元，耦接至該切換單元的第二輸出端組，用以在該時鐘信號的下降沿截取該數據信號，並依據截取結果轉換為第二差動輸出信號。
2. 如權利要求1所述的差動傳輸器，其中該相位檢測單元包括一多相截取單元，用以將該時鐘信號與該數據信號其中 一個延遲而產 生多個相位信號，以及依據該時鐘信號與該數據信號其中另一個與這些相 位信號的相位關係而產生多個截取數據；以及一選擇單元，耦接至該多相截取單元，用以依據這些截取數據的邏輯 狀態而輸出該檢測結果。
3. 如權利要求2所述的差動傳輸器，其中該多相截取單元包括 一延遲鎖定迴路，用以接收該時鐘信號，並將該時鐘信號延遲為這些相位信號；以及一邊沿檢測器，耦接至該延遲鎖定迴路，用以依據這些相位信號的上 升沿時序而鎖存該數據信號，以產生這些截取數據。
4. 如權利要求2所述的差動傳輸器，其中該多相截取單元包括 一延遲鎖定迴路，用以接收該數據信號，並將該數據信號延遲為這些相估^言號；以及一邊沿檢測器，耦接至該延遲鎖定迴路，用以依據這些相位信號的上 升沿時序而鎖存該時鐘信號，以產生這些截取數據。
5. 如權利要求1所述的差動傳輸器，其中該相位檢測單元在該時鐘信號 的一個周期中定義多個檢測時序，且在該周期中定義一第 一期間與 一第二期間；該相位檢測單元分別在這些檢測時序截取該數據信號，而產生多個截取數據；該相位檢測單元通過檢查這些截取數據而判斷該數據信號的轉 態發生在該第一期間或該第二期間，以作為該;險測結果。
6. 如權利要求1所述的差動傳輸器，其中該第一差動輸出信號與第二差 動輸出信號為低壓差動信號。
7. —種差動傳輸器的數據截取自動調整方法，包括 在一時鐘信號的一個周期中定義多個檢測時序； 在該周期中定義一第 一期間與 一第二期間； 分別在這些檢測時序截取一數據信號，而獲得多個截取數據； 通過檢查這些截取數據，判斷該數據信號的轉態發生在該第 一期間或該第二期間，以獲得一檢測結果；以及依據該檢測結果，決定在該時鐘信號的上升沿截取該數據信號，或是 在該時鐘信號的下降沿截^^該lt據信號。
8. —種差動傳輸器的數據截取自動調整方法，包括 檢測一時鐘信號與一數據信號的相位關係，並輸出一檢測結果；以及 依據該檢測結果，決定將該時鐘信號與該數據信號切換至一升沿截取單元，或是將該時鐘信號與該數據信號切換至一降沿截取單元；其中該升沿截取單元用以在該時鐘信號的上升沿截取該數據信號，並 依據截取結果轉換為第一差動輸出信號；以及該降沿截取單元用以在該時 鍾信號的下降沿截取該數據信號，並依據截取結果轉換為第二差動輸出信
9. 如權利要求8所述的差動傳輸器的數據截取自動調整方法，其中檢測 該時鐘信號與該數據信號相位關係的步驟包括將該時鐘信號與該數據信號其中 一個延遲而產生多個相位信號； 依據該時鐘信號與該數據信號其中另一個與這些相位信號的相位關係 而產生多個截取數據；以及依據這些截取數據的邏輯狀態而輸出該檢測結果。
10. 如權利要求9所述的差動傳輸器的數據截取自動調整方法，其中產 生這些相位信號的步驟，是將該時鐘信號延遲為這些相位信號；以及其中 產生這些截取數據的步驟，是依據這些相位信號的上升沿時序而鎖存該數 據信號，而產生這些截取數據。
11. 如權利要求9所述的差動傳輸器的數據截取自動調整方法，其中產生這些相位信號的步驟，是將該數據信號延遲為這些相位信號；以及其中產生這些截取數據的步驟，是依據這些相位信號的上升沿時序而鎖存該時 鍾信號，以產生這些截取數據。
12. 如權利要求8所述的差動傳輸器的數據截取自動調整方法，其中輸 出該檢測結果的步驟包括在該時鐘信號的 一個周期中定義多個檢測時序； 在該周期中定義一第 一期間與 一第二期間；分別在這些檢測時序截取該數據信號，而產生多個截取數據；以及 通過檢查這些截取數據而判斷該數據信號的轉態發生在該第 一期間或 該第二期間，以作為該檢測結果。
13. 如權利要求8所述的差動傳輸器的數據截取自動調整方法，其中該第 一差動輸出信號與第二差動輸出信號為低壓差動信號。
全文摘要
一種差動傳輸器及其數據截取自動調整方法。此差動傳輸器包括相位檢測單元、切換單元、升沿截取單元以及降沿截取單元。相位檢測單元檢測時鐘信號與數據信號的相位關係，並輸出檢測結果。升沿截取單元在時鐘信號的上升沿截取數據信號，並依據截取結果轉換為第一差動輸出信號。降沿截取單元在時鐘信號的下降沿截取數據信號，並依據截取結果轉換為第二差動輸出信號。切換單元依據檢測結果，決定將時鐘信號與數據信號切換至升沿截取單元，或是將時鐘信號與數據信號切換至降沿截取單元。
文檔編號H04L25/02GK101599926SQ200810110370
公開日2009年12月9日 申請日期2008年6月4日 優先權日2008年6月4日
發明者李安旭 申請人:聯詠科技股份有限公司