發送時鐘信號相位與接收時鐘信號相位鎖相的系統及方法
2023-04-25 00:00:26
專利名稱：發送時鐘信號相位與接收時鐘信號相位鎖相的系統及方法
技術領域：
本發明總體涉及收發器。特別地，本發明涉及收發器中的串行器/解串器(serializer/deserializer，SERDES)組件，及發送時鐘信號相位與接收時鐘信號相位之間的鎖相。
背景技術：
接收器中的串行器/解串器(SERDES)可將高速串行數據變換成低速並行數據。該並行數據然後可被處理並被傳遞給發送器。在發送器中，該低速並行數據又被變換回來自SERDES設備的高速串行數據。
SERDES設備常用於控制外部設備，或用作中繼器，容許數據從一個外部設備(如硬碟驅動器)被傳送至另一外部設備。例如，外部設備可以是硬碟驅動器組，每一硬碟中均包含有相同的數據，用於在某一硬碟驅動器失效的情況下提供備份機制。在另一例子中，外部設備可以是獨立的硬碟驅動器組，作為群組，組成一個或多個資料庫。
SERDES設備可以包括多個SERDES內核。每一SERDES內核可包括一個或多個串行器/解串器對。多個SERDES內核可以通過菊花鏈的形式連接在一起，以使某一內核所接收的數據可被另一內核傳送出去。
SERDES設備的接收器與發送器之間的通信會涉及高速時鐘。SERDES設備中的典型操作模式是中繼模式，其中，傳送數據頻率需追蹤接收器的數據頻率，以保護數據的完整性。該操作必須在接收器中完成，而不必重定時已恢復的時鐘到本地時鐘。
對於高速通信，典型地需要有非常匹配的時鐘，特別是當數據在不同的基片(如晶片)或電路板的SERDES內核之間傳遞時。例如，當將數據從SERDES內核的接收器傳遞到另一SERDES內核的發送器時，接收器和發送器間的時鐘應匹配，以在適當的時間對數據進行取樣。如果時鐘不匹配，則兩個時鐘之間的頻率差會產生時間漂移，以致使其中出現額外的脈衝或故障脈衝。這種頻移最終會引起數據完整性的缺失。
一種解決方式是在接收器及發送器上使用通用時鐘。然而，在今天的大型的複雜系統上，在每一接收器與發送器上運行高頻線程序是不實際的。另外，儘管電子組件非常小，它們之間具有相對較大的距離。越過這種距離維持通用時鐘是不可行的。由於類似的原因，越過這種距離維持直接的時鐘匹配也是不可行的。
SERDES設備工作在非常慢速和不用連結許多設備的情形時不會出現頻移的現象。例如，SERDES設備工作在2.5GHZ時不會有頻移的現象。但，很多現代SERDES設備工作在4GHZ或更高。
在收發器中，通常均具有數字部份和模擬部分。當將發送器的時鐘同步到接收器的時鐘，並從一個頻率跳至另一頻率時，會在模擬側引發系統的不穩定性和數據完整性的缺失。而且，如果頻率改變太大，則新的時鐘脈寬會超出數據側所要求的最小時鐘脈寬。故為了保護數據的完整性和阻止系統出錯而阻止上述的大的頻率變化的出現尤顯重要。
故需要提供一種高速SERDES收發器設備，其中的發送器時鐘信號與接收器時鐘信號同步，而不存在上述的頻移問題。更進一步，需要提供一種能力，能同步發送器時鐘信號與接收組件的接收器時鐘信號而不會出現諸如上述描述的頻移問題，該接收組件為不同SERDES內核、不同基片、或甚至不同電路板的一部分。
故亦需要提供一種機制，以阻止由於發送器時鐘頻率變動過大，而致使違反接收器所要求的最小脈寬。
發明內容
用於同步接收時鐘信號相位與發送時鐘信號相位的系統和方法被提供。根據本發明的一個實施例，同步接收時鐘信號相位與發送時鐘信號相位的系統包括有接收信道和發送信道。其中，發送信道同步發送時鐘信號相位與接收時鐘信號相位是基於接收時鐘信號相位數據的。根據本發明的一個實施例，該系統進一步包括用於將當前接收時鐘信號脈衝及接收時鐘信號相位數據從接收信道傳送至發送信道的裝置。
根據本發明的一個實施例，用於同步相位的系統的接收信道包括有一定時恢復模塊，其可接收一接收時鐘信號、存儲來自接收時鐘信號的在先時鐘信號相位、及基於當前接收時鐘信號相位及在先接收時鐘信號相位輸出接收時鐘相位數據。
根據本發明的一個實施例，用於同步相位的系統的發送信道包括有重定時模塊，其可接收當前接收時鐘信號脈衝，接收時鐘相位數據及當前發送時鐘信號脈衝，並基於接收時鐘相位數據輸出新的發送時鐘相位數據。在一實施例中，該重定時模塊包括有先進先出(FIFO)寄存器，其接收當前接收時鐘信號脈衝、接收時鐘相位數據及當前發送時鐘信號脈衝，並輸出接收時鐘相位數據。該重定時模塊還包括有相位計算器，其從FIFO寄存器中接收該接收時鐘相位數據，並基於該接收時鐘相位數據確定和輸出新的發送時鐘相位數據。在一個實施例中，該相位計算器包括有一個可確定在先接收時鐘信號相位和當前接收時鐘信號相位之間的相位差及方向的相位差計算器、一個可確定是否輸出由相位差計算器確定的相位差或預定相位差的多路復用器、及一個依多路復用器輸出調整發送時鐘信號相位的增量模塊。在另一實施例中，相位計算器進一步包括有一個第二多路復用器，其基於相位調整結果信號確定是否輸出第一多路復用器輸出或零值到增量模塊。如果相位調整結果信號表明該發送時鐘信號相位沒有被調整，則第二多路復用器輸出調整值為零。
根據本發明的進一步的實施例，相位計算器進一步包括確定是否調整發送時鐘信號相位的判定模塊。在一實施例中，該判定模塊接收一輸入作為預定相位閥值，並確定該第一多路復用器的輸出是否有超出預定相位閥值的值。在進一步的實施例中，該判定模塊還接收一輸入作為相位限定信號，其可標示是否要限定對發送時鐘信號相位的相位調整，不管該第一多路復用器的輸出是否有超出預定相位閥值的值。在另一實施例中，該判定模塊接收一輸入作為發送鎖相信號，其可標示是否要調整該發送時鐘信號相位或「鎖定」其當前相位。
根據本發明的一個實施例，一種在將收發器中的接收信道的接收時鐘信號相位與發送信道的發送時鐘信號相位同步的方法，包括存儲接收信道的在先接收時鐘信號相位；及識別接收信道的當前接收時鐘信號相位。該方法進一步包括確定在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間的相位差；及識別在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間的相位差的方向。該方法進一步包括基於相位差及方向將發送信道的在先發送時鐘信號相位調整到發送信道的當前發送時鐘信號相位。在一個實施例中，該方法進一步包括，提供相位差及其方向到發送信道。在另一實施例中，該方法進一步包括提供在先接收時鐘信號相位及當前接收時鐘信號相位給發送信道。
根據本發明的另一實施例，一種將發送時鐘信號相位與接收時鐘信號鎖相相的方法，包括接收在先接收時鐘信號相位與當前時鐘信號相位間的預定的相位差及方向。該方法進一步包括接收當前接收時鐘信號相位；並存儲該當前接收時鐘信號相位作為存儲的在先接收時鐘信號相位。該方法進一步包括確定在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間的計算的相位差及方向。該方法進一步包括接收相位控制選擇信號；及根據該相位控制選擇信號選擇預定的相位差和方向，或者計算的相位差及方向，作為選定的相位差及方向。該方法進一步包括接收在先發送時鐘信號相位；以及根據該選定的方向，將該選定的相位差與在先發送時鐘信號相位相加或相減，以獲得調整過的發送時鐘信號相位。
根據本發明的另一實施例，該鎖相方法進一步包括接收預定相位閥值，並確定選擇的相位差是否超出預定相位閥值。在一實施例中，接收相位限定信號以標示是否要限定對在先發送時鐘信號相位的調整，而不管該選擇的相位差是否已超出預定相位閥值。在另一實施例中，該相加步驟進一步包括如下步驟如果該選擇的相位差超出預定相位閥值且相位限制信號標示該相位調整已被限制，則更改該選擇的相位差為零值。
根據本發明的再一實施例，鎖相的方法進一步包括接收一個發送鎖相信號，該信號可標示是否要調整在先發送時鐘信號相位。在另一實施例中，該相加步驟進一步包括如下步驟如果設置了發送鎖相，則更改該選擇的相位差為零值。
根據本發明的再一實施例，該鎖相方法進一步包括接收預定相位閥值，確定選擇的相位差是否超出預定相位閥值，接收相位限定信號，及接收收發送鎖相信號。在另一實施例中，該相加步驟進一步包括如果發送鎖相信號被設置，則更改選擇的相位差為零值。在另一實施例中，該相加步驟進一步包括如果該發送鎖相信號沒有被設置、選擇的相位差超出預定相位閥值、且該相位限制信號標示該相位調整未被限制，則更改該選擇的相位差為零值。
根據本發明，提供了一種將收發器中的接收信道的接收時鐘信號相位與發送信道的發送時鐘信號相位同步的方法，該方法包括存儲接收信道的在先接收時鐘信號相位；識別接收信道的當前接收時鐘信號相位；確定在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間的相位差；識別在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間的相位差的方向；以及基於所述相位差及方向將發送信道的在先發送時鐘信號相位調整到發送信道的當前發送時鐘信號相位。
作為進一步改進，所述存儲步驟，識別當前接收時鐘信號相位步驟，確定步驟，及識別方向步驟均在接收信道中發生。
作為進一步改進，該方法進一步包括將相位差及方向提供給發送信道的步驟，其中調整步驟在發送信道中發生。
作為進一步改進，所述調整步驟包括在接收時鐘信號脈衝，接收並將相位差及方向寫入重定時模塊；以及在發送時鐘信號脈衝，基於相位差及方向從重定時模塊中讀出新的發送時鐘相位數據。
作為進一步改進，在整個提供步驟中，該相位差及方向以N-位序列提供給發送信道，其中，相位差在N-位序列的第一部分以二進位格式表示，而方向在N-位序列的第二部分中提供。
作為進一步改進，如果相位方向為後向，則第二部分為1，如果相位方向為前向，則第二部分為0。
作為進一步改進，如果相位方向為後向，則第二部分為0，如果相位方向為前向，則第二部分為1。
作為進一步改進，該存儲步驟和識別當前時鐘信號相位的步驟在接收信道中發生。
作為進一步改進，該方法進一步包括提供在先接收時鐘信號相位及當前接收時鐘信號相位給發送信道的步驟，其中，該存儲步驟，確定步驟，識別方向的步驟，及調整步驟在發送信道中發生。
作為進一步改進，該提供步驟包括，在接收時鐘信號脈衝，接收並將相位差及方向寫入發送信道的重定時模塊。
作為進一步改進，該調整步驟包括，在發送時鐘信號脈衝，基於當前接收時鐘信號相位和在先接收時鐘信號相位從發送信道的重定時模塊中讀出新的發送時鐘相位數據。
作為進一步改進，每一接收時鐘信號相位與其間存在有恆定偏移的多個相位之一相同。
作為進一步改進，該確定步驟進一步包括確定是否該相位差超出預定相位差閥值的步驟。
作為進一步改進，該接收信道及發送信道各為同一通道的一部分。
作為進一步改進，該接收信道及發送信道各為同一內核的不同通道的一部分。
作為進一步改進，該接收信道及發送信道各為布署在同一基片上的不同內核的一部分。
作為進一步改進，該接收信道及發送信道各為布署在不同基片上的不同內核的一部分。
作為進一步改進，該接收信道及發送信道各為布署在不同電路板的不同基片上的不同內核的一部分。
根據本發明，提供了一種用於同步接收時鐘信號相位與發送時鐘信號相位的系統，該系統包括接收信道；以及發送信道；其中，發送信道基於接收時鐘信號相位數據將發送時鐘信號相位與接收時鐘信號相位同步。
作為進一步改進，該系統進一步包括用於將接收時鐘信號相位數據從接收信道傳送至發送信道的裝置。
作為進一步改進，該接收信道及發送信道均為收發器的一部分。
作為進一步改進，該收發器包括通道，該通道包括接收信道和發送信道。
作為進一步改進，該收發器包括包括有接收信道的第一通道；以及包括有發送信道的第二通道。
作為進一步改進，該系統進一步包括包括有接收信道的第一收發器；以及包括有發送信道的第二收發器。
作為進一步改進，該第一收發器和第二收發器布署在同一基片上。
作為進一步改進該第一收發器布署在第一基片上；以及該第二收發器布署在第二基片上。
作為進一步改進，該系統包括包括有第一基片及第二基片的電路板。
作為進一步改進，該系統還包括包括有第一基片的第一電路板；以及包括有第二基片的第二電路板。
作為進一步改進，該接收時鐘信號相位數據包括有在先接收時鐘信號相位及當前接收時鐘信號相位。
作為進一步改進，該接收時鐘信號相位數據包括有在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間的相位差；以及在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間的相位差的方向。
根據本發明，提供了一種用於同步接收時鐘信號相位與發送時鐘信號相位的系統，該系統包括接收信道，其輸出當前接收時鐘信號脈衝及接收時鐘相位數據；以及發送信道，其包括發送時鐘信號，且其從接收信道接收當前接收時鐘信號脈衝及接收時鐘相位數據；其中，發送信道基於接收時鐘相位數據將發送時鐘信號相位與接收時鐘信號相位同步。
作為進一步改進，該系統進一步包括用於將當前接收時鐘信號脈衝及接收時鐘相位數據從接收信道傳送至發送信道的裝置。
作為進一步改進，該接收時鐘相位數據包括
在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間的相位差；以及在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間的相位差的方向。
作為進一步改進，該接收時鐘相位數據包括在先接收時鐘信號相位及當前接收時鐘信號相位。
作為進一步改進，該接收信道包括有定時恢復模塊，其可接收一接收時鐘信號、存儲來自接收時鐘信號的在先接收時鐘信號相位、及基於當前接收時鐘信號相位及在先接收時鐘信號相位輸出接收時鐘相位數據。
作為進一步改進，該發送信道包括有重定時模塊，其可接收當前接收時鐘信號脈衝、接收時鐘相位數據及當前發送時鐘信號脈衝，並基於接收時鐘信號相位數據輸出新的發送時鐘相位數據。
作為進一步改進，重定時模塊包括先進先出寄存器，其接收當前接收時鐘信號脈衝、接收時鐘相位數據以及當前發送時鐘信號脈衝，並基於所述接收時鐘相位數據輸出新的發送時鐘相位數據，其中該接收時鐘相位數據包括有在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間的相位差；以及在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間的相位差的方向。
作為進一步改進，該重定時模塊包括，在當前接收時鐘信號脈衝，接收並將該接收時鐘相位數據寫入先進先出(FIFO)寄存器，以及在當前發送時鐘信號脈衝，從重定時模塊中讀出新的發送時鐘相位數據。
作為進一步改進，該重定時模塊包括先進先出寄存器，其接收當前接收時鐘信號脈衝、接收時鐘相位數據及當前發送時鐘信號脈衝，並輸出接收時鐘相位數據；以及相位計算器，其從先進先出寄存器中接收該接收時鐘相位數據，並基於該接收時鐘相位數據確定和輸出新的發送時鐘相位數據。
作為進一步改進，該接收時鐘相位數據包括在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間的相位差；以及在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間的相位差的方向。
作為進一步改進，該接收時鐘相位數據包括在先接收時鐘信號相位及當前接收時鐘信號相位。
作為進一步改進，該相位計算器確定從在先接收時鐘信號相位到當前時鐘信號相位的在先接收時鐘信號相位和當前接收時鐘信號相位之間的相位差及該相位差的方向。
作為進一步改進，該接收時鐘相位數據包括在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間的預定相位差；在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間的相位差的方向；以及在先接收時鐘信號相位及當前接收時鐘信號相位。
作為進一步改進，該相位計算器包括相位差計算器，其具有一個輸入端及一個輸出端，可確定在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間的相位差及方向；多路復用器，具有一個連接到相位差計算器輸出端的輸入端，及一個輸出端，其可確定是輸出由相位差計算器確定的相位差或還是輸出該預定相位差；以及增量模塊，具有一個連接到多路復用器輸出端的輸入端，並具有一個輸出端，其可依多路復用器輸出調整發送時鐘信號相位。
作為進一步改進，該相位計算器包括相位差計算器，其具有一個輸入端及一個輸出端，可確定在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間的相位差及方向；第一多路復用器，其具有一個連接到相位差計算器輸出端的輸入端，並具有一個輸出端，其可基於相位控制選擇信號確定是否輸出由相位差計算器確定的相位差或該預定相位差；以及第二多路復用器，其具有一個連接到第一多路復用器輸出端的輸入端，並具有一個輸出端，其可基於相位調整結果信號確定是否輸出該第一多路復用器的輸出或零值；以及增量模塊，其具有一個連接到第二多路復用器輸出端的輸入端，並具有一個輸出端，其可依第二多路復用器輸出調整發送時鐘信號相位。
作為進一步改進，該相位計算器進一步包括判定模塊，其具有一個連接到第一多路復用器輸出端的輸入端，及一個連接到第二多路復用器輸入端的輸出端，其可確定是否調整該發送時鐘信號相位。
作為進一步改進，該判定模塊接收一輸入作為預定相位閥值，並確定該第一多路復用器的輸出是否有超出預定相位閥值的值。
作為進一步改進，該判定模塊接收一輸入作為相位限定信號，該信號可標示是否要限定對發送時鐘信號相位的相位調整，不管該第一多路復用器的輸出為何值。
作為進一步的改進，該判定模塊接收一輸入作為發送鎖相信號，該信號可標示是否要調整該發送時鐘信號。
作為進一步的改進，當在SERDER收發器的第一發送信道及第二發送信道之間交換數據時，該發送鎖相被設置，以標示該發送時鐘信號相位未被調整。
作為進一步的改進，該判定模塊包括一個具有輸入端和輸出端的比較器、一個具有與比較器的輸出端連接的輸入端及一個輸出端的與門、以及及一個具有連接到與門輸出端的輸入端及一個連接到判定模塊輸出端的輸出端的或門。
作為進一步的改進，該比較器在其輸入端接收第一多路復用器的輸出及預定相位閥值；該與門在其輸入端接收相位限定信號；以及該或門在其輸入端接收發送鎖相信號並輸出相位調整結果信號。
作為進一步的改，如果該相位調整結果信號標示該發送時鐘信號相位未被調整，則該第二多路復用器輸出一個調整值為零值。
根據本發明，提供了一種將發送時鐘信號相位與接收時鐘信號鎖相相的方法，該方法包括接收預定的在先接收時鐘相位與當前接收時鐘信號相位間的相位差及方向；接收當前接收時鐘信號相位；存儲該當前接收時鐘信號相位作為存儲的在先接收時鐘信號相位；確定在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間計算的相位差及方向；接收相位控制選擇信號；根據該相位控制選擇信號選擇預定的相位差和方向、或者計算的相位差及方向，作為選定的相位差及方向；
接收在先發送時鐘信號相位；以及根據該選定的方向，將該選定的相位差與在先發送時鐘信號相位相加或相減，以獲得調整過的發送時鐘信號相位。
作為進一步改進，該方法進一步包括接收預定相位閥值；以及確定是否該選擇的相位差已超出該預定相位閥值。
作為進一步改進，該方法進一步包括接收用於標示是否要限定對在先發送時鐘信號相位進行相位調整的相位限定信號，而不管該選擇的相位差是否超出預定相位閥值。
作為進一步改進，該相加步驟進一步包括如下步驟如果該選擇的相位差超出預定相位閥值且相位限制信號標示該相位調整被限制，則更改該選擇的相位差為零值。
作為進一步改進，該方法進一步包括接收一個用於標示是否要調整該在先發送時鐘信號相位的發送鎖相信號。
作為進一步改進，該相加步驟進一步包括如下步驟如果設置了該發送鎖相，則更改該選擇的相位差為零值。
作為進一步改進，該方法進一步包括接收預定相位閥值；確定該選擇的相位差是否超出該預定相位閥值；接收相位限定信號以標示是否要限定對在先發送時鐘信號的相位調整，而不管該選擇的相位差超出預定相位閥值；以及接收用於標示是否調整在先發送時鐘信號的發送鎖相信號，而不管該相位限定信號。
作為進一步改進，該相加步驟進一步包括如下步驟如果設置了發送鎖相信號，則更改該選擇的相位差為零值。
作為進一步改進，該相加步驟進一步包括如下步驟如果未設置發送鎖相信號且該選擇的相位差超出預定相位閥值且相位限制信號標示該相位調整已被限制，則更改該選擇的相位差為零值。
隨後的附圖與描述在此結合形成本說明書的一部分，圖示了本發明，並用於闡明本發明的原理以使本領域技術人員可以製造和使用本發明。
圖1示出了一種連接有多個外部組件的示例性多內核SERDES設備。
圖2示出了一種實施例多內核SERDES設備更詳細的視圖。
圖3示出了一種模擬數據被SERDES內核的接收器接收，並行數據及時鐘信息發送至SERDES內核的發送器，及來自SERDES內核的發送器的模擬數據的傳送的視圖。
圖4示出了一種同一SERDES內核的同一通道的接收器和發送器間的數據的通道間傳輸的示例性視圖。
圖5A示出了一種同一SERDES內核的不同通道的接收器和發送器間的數據的通道間傳輸的示例性視圖。
圖5B示出了一種不同SERDES內核的接收器和發送器間的數據的通道間/內核間傳輸的示例性視圖。
圖6A示出了一種同一SERDES內核的同一通道的接收器和發送器間的數據的通道間傳輸的示例性視圖。
圖6B示出了一種SERDES內核的不同通道的接收器和發送器間的數據的通道間傳輸的示例性視圖。
圖6C示出了一種在單一基片上的不同SERDES內核的接收器和發送器間的數據的通道間/內核間傳輸的示例性視圖。
圖6D示出了一種布署在單一電路板的不同基片上的不同SERDES內核的接收器和發送器間的數據的通道間/內核間傳輸的示例性視圖。
圖6E示出了一種布署在不同電路板的不同基片上的不同SERDES內核的接收器和發送器間的數據的通道間/內核間傳輸的示例性視圖。
圖7A示出了根據本發明的實施例的在一個時鐘循環內用於時鐘信號的64種可能的可用相位。
圖7B示出了根據本發明的實施例的在一個時鐘循環內用於時鐘信號的刻度盤格式的64種可能的可用相位。
圖8示出了一種根據本發明的實施例的從接收器到發送器的接收時鐘相位增量和方向的傳輸的示例性視圖。
圖9示出了一種示例性的用於傳輸接收時鐘相位差(增量)及方向的位分配。
圖10示出了一種根據本發明實施例從接收器到發送器的在先接收時鐘相位和當前時鐘相位的轉輸的示例性視圖。
圖11示出了一種根據本發明實施例從接收器到發送器的接收時鐘相位數據傳輸的更詳細的視圖。
圖12示出了根據本發明另一實施例從接收器到發送器的接收時鐘相位數據傳輸的另一更詳細的視圖。
圖13A示出了一種根據本發明實施例的圖12中描述的相位計算器的詳細視圖。
圖13B示出了另一種根據本發明實施例的圖12中描述的相位計算器的詳細視圖。
圖14示出了一種根據本發明實施例的圖13B中描述的相位計算器的組件1338的更詳細的視圖。
圖15描述了根據本發明實施例的一種同步接收時鐘信號相位與發送時鐘信號相位的方法的流程圖。
圖16描述了根據本發明另一實施例的一種同步接收時鐘信號相位與發送時鐘信號相位的方法的流程圖，其中一相位差及方向被提供給發送器。
圖17描述了根據本發明實施例的圖16中調整步驟的流程圖。
圖18描述了根據本發明再一實施例的一種同步接收時鐘信號相位與發送時鐘信號相位的方法的流程圖，其中一在先接收時鐘信號相位及一當前接收時鐘信號相位被提供給發送器。
圖19描述了根據本發明實施例的圖18中的提供步驟的流程圖。
圖20描述了根據本發明實施例的圖18中的調整步驟的流程圖。
圖21描述了根據本發明實施例的一種將發送時鐘信號相位與接收時鐘信號鎖相的方法的流程圖。
圖22A及22B描述了根據本發明另一實施例的一種將發送時鐘信號相位與接收時鐘信號鎖相的方法的流程圖，其中使用控制信號來限定相位調整。
圖23描述了根據本發明實施例的一種採用諸如在此揭露的收發器系統從第一外部組件到第二外部組件傳輸數據的方法的流程圖。
本發明的特徵及優點經下述結合附圖的詳細描述將會變得更加明顯，貫穿其中，同樣的引用特徵表示相應的元件。在附圖中，相同的引用標號通常標識相同的、功能相似的、且/或結構相似的元件。元件第一次出現的附圖使用相應引用標號中的最左邊數字來標示。
具體實施例方式
雖然本發明在此是參考特定應用的具體實施例進行描述，但應理解成本發明不會受限於此。本技術領域的技術人員根據在此所提供的教授，可識別在此範圍內或附加領域內的附加更改、應用及實施例，其中本發明具有顯著作用。
圖1示出了一種示例性的SERDES系統100，包括單一SERDES晶片102，該晶片通過相應發送或接收通道、串行高速接口106與多個外部組件104通信。該外部組件104可包括外部設備(如硬碟驅動器或資料庫)的任意組合。SERDES晶片102包括三塊SERDES內核108、110、112。每一SERDES內核可與其他任一SERDES內核通信，如通道114所指出。光纖信道PCS116包括外部總線、控制邏輯及交換機制(無需在此描述)。SERDES內核108、110、112及光纖信道PCS116通過並行接口進行連接。SERDES晶片，諸如SERDES晶片102，可包括任意數量的SERDES內核，而並不限於所示的SERDES晶片102中的三個。相似地，連接到SERDES晶片102的外部組件104的數量也可上升到SERDES內核所能處理的總數量，下述將參考圖2進行更詳細地描述。
圖2示出了SERDES晶片102，描述了SERDES內核108、110、112中的更多細節。每一SERDES內核均包括多個通信通道，且每一通道包括一接收信道及一發送信道。例如，SERDES內核112均包括多個通信通道，諸如通道220。通道220包括連接到圖1中一個外部組件104的接收信道222及發送信道224。接收信道222可從圖1中與其連接的外部組件104接收數據。或者接收信道222可接收來自同一晶片上的另一SERDES內核的數據或者來自不同晶片的數據(例如晶片226)。這樣，圖2描述了包括有以菊花鏈連接的SERDES晶片102及226。晶片102的接收信道222接收來自晶片226的發送信道的數據，而晶片226的接收信道230接收來自晶片102的發送信道224的數據。
圖3示出了連接到外部組件的SERDES內核的接收信道和發送信道的示例性視圖。該接收信道和發送信道可以是同一通信通道的一部分，或者是不同通信通道的一部分。作為示例的目的，假定圖3描述了圖2中SERDES內核112的接收信道222和發送信道224。模擬數據被作為接收信號332串行傳送至接收信道222。該接收信道332中的模擬信號直接來自於外部組件，諸如與接收信道222連接的外部組件104(圖1中)中的一個。該外部組件104以模擬格式傳輸數據，正像箭頭338所描述的。一旦被SERDES內核112接收，該數據被數位化轉換和處理，正像箭頭336所描述的。
定時恢復模塊(TRM)340準備接收用於傳送至發送信道224的接收時鐘信息342。接收的並數位化的數據334和該接收時鐘信息342被並行地從接收信道220傳送至發送信道224。發送信道將該發送時鐘與每一接收時鐘信息342的接收時鐘同步，以保持數據344的完整性。該數位化的數據344被轉換成模擬數據並從發送信道224作為發送信號334發送出去。發送信號334由與發送信號224連接的外部組件104(如圖1)所接收。
圖4描述了通道內傳輸。對於通道內傳輸，在接收信道接收的數據可被傳輸，且其從SERDES內核的同一通信通道的發送信道進行傳送。在圖4中，接收信道450傳輸數據到SERDES內核的同一通信通道的發送信道452。
或者，由接收信道接收的數據可被傳輸到並從不同的通信通道的發送信道發送。這被稱為通道間傳輸，其在圖5A及圖5B中描述。在圖5A中，接收信道556傳輸數據給同一SERDES內核的不同通信通道的發送信道558。在圖5B中，SERDES內核562的接收信道560傳輸數據給SERDES內核566的發送信道564。因為SERDES內核562的接收信道560傳輸數據給不同SERDES內核的發送信道，這被稱為通道間/內核間傳輸。在實施例中，該通道間/內核間傳輸可以在不同的基片間實現。
圖6A-6E稍詳細地示出了通道內傳輸和通道間傳輸。圖6A描述了通道內傳輸的示例，其中，接收信道667傳輸數據給單一SERDES內核670的同一通信通道669的發送信道668。圖6B-6E描述了通道間傳輸的示例。在圖6B中，接收信道671傳輸數據給同一SERDES內核673的不同通信通道的發送信道672。在圖6C中，SERDES內核675的接收信道674傳輸數據給SERDES內核677的發送信道676，該處的SERDES內核675及677布署在一塊通用基片678上(通道間/內核間傳輸)。在圖6D中，SERDES內核680的接收信道679傳輸數據給SERDES內核683的發送信道682(通道間/內核間傳輸)，該處的SERDES內核680布署在基片681上，而內核683布署在基片684上，該內核680及683處在同一電路板685上。在圖6E中，布署於基片688上的SERDES內核687的接收信道686傳輸數據給布署於基片692上的SERDES內核691的發送信道690(通道間/內核間傳輸)，此處，基片688布署於電路板689上，而基片692布署於電路板693上。圖6D和圖6E為晶片及電路板的示例，各自以菊花鏈方式連接在一起，以更靈活地在更多的諸如圖1中的外部組件104的外部組件之間進行通信。
本發明通過將發送時鐘信號與接收時鐘信號的相位同步來將發送時鐘信號與接收時鐘信號同步。根據本發明，單個時鐘周期由總數為P的相同偏移相位所構成，如圖7A所描述的第0相位到第P-1相位。這些相位也可以描述成如圖7B所描述的刻度盤的格式。例如，如果一個時鐘周期被定義成具有64個相位(即P＝64)，則圖7A中的相位795將被定義為第64-1相位，或第63相位。類似地，在圖7B中，相位796將被定義為第64/4-1相位＝15相位，相位797將被義為第64/2-1相位＝第31相位，相位798將被定義為第3*64/4-1相位＝第47相位，而相位799將被定義為第64-1相位＝第63相位。以該方式描述時鐘信號的目的將會在隨後的說明中變得明顯。
在前述參考圖3的描述中，其說明了接收的且數位化的數據344及接收時鐘信息342被並行地從接收信道222傳輸至發送信道224。根據本發明的實施例，接收時鐘信息342包括當前接收時鐘信號相位及在先接收時鐘信號相位間的接收時鐘相位差。例如，在先接收時鐘信號相位在時間上較當前接收時鐘信號相位延遲一個時間周期。在該實施例中，該接收時鐘信息342中還包括接收時鐘相位差的方向。圖8示出了接收時鐘相位差及從接收信道802到發送信道804的方向。發送信道804的重定時模塊808可基於該接收時鐘相位差及方向調整該發送時鐘信號相位，以同步接收和發送時鐘並確保從發送信道804所傳送出去的數據的完整。
該接收時鐘相位差及方向在接收信道802的定時恢復模塊809中被確定。該接收時鐘相位差是當前接收時鐘信號相位及在先接收時鐘信號相位之間的差值。該方向是一種對是否依接收時鐘相位差來前向或後向調整該發送時鐘信號相位的指示。例如，如果接收時鐘相位差被確定為16，且該方向被確定為後向，則在當前發送時鐘信號相位為15的64相位系統中，則在第15相位處開始(位於圖7B的相位796)調整的發送時鐘信號相位並在圖7B的刻度上後向(即反時針方向)移動16個相位，最終進入調整的發送時鐘信號相位63(位於圖7B的相位799)。
在本發明的一個實施例中，該接收時鐘相位差及方向的傳輸是隨圖9所描述的N位序列900來實現的。N位序列900的0-N-1位910表示該相位差，而第N位912表示該方向。使用先前例子中提供的信息，如果在64相位系統中，接收時鐘相位差被確定為16，則位910包括如下序列的6個位010000。在一個實施例中，位912中的「1」表示前向方向，位912中的「0」表示後向方向。在另一個實施例中，位912中的「0」表示前向方向，位912中的「1」表示後向方向。
根據本發明一個可選的實施例，接收時鐘信息342包括在先時接收鍾信號相位及當前接收時鐘信號相位。圖10示出了從接收信道1016到發送信道1018的在先接收時鐘信號相位及當前接收時鐘信號相位的傳輸1014。發送信道1018的重定時模塊1020根據在先接收時鐘信號相位及當前接收時鐘信號相位調整該發送時鐘信號相位，以使發送和接收時鐘同步，並確保從發送信道1018傳輸出去的數據的完整性。為實現之，重定時模塊1020包括有相位計算器1022。
圖11描述了在圖8和圖10中所描述的系統的更詳細視圖。串行數據1124被接收信道1126從諸如外部組件104的外部組件，或發送信道中的任一個所接收。接收信道1126包括模擬接收串行器1128及定時恢復模塊1132。該串行數據1124被模擬接收串行器1128翻譯成數字格式，生成數位化數據1130。定時恢復模塊1132接收接收時鐘信號1134並確定當前接收時鐘信號1134的相位與存儲的在先接收時鐘信號相位之間的相位差。該定時恢復模塊1132還確定當前接收時鐘信號1134的相位與存儲的在先接收時鐘信號相位之間的相位差的方向，如前面參考圖8的描述。定時恢復模塊然後輸出該相位差及方向作為接收時鐘相位數據1136。在本發明的一個實施例中，該接收時鐘相位數據1136被輸出到N位序列格式(如前面參考圖9的描述)。其他格式也是允許的，這點本領域的技術人員可以意識到。在接收時鐘信號脈衝，該數位化數據1130、當前接收時鐘信號1134及接收時鐘相位數據1136被並行傳輸給發送信道1138。
發送信道1138包括模擬發送串行器1140及重定時先進先出(FIFO)/相位計算器1142。重定時FIFO/相位計算器1142扮演重定時模塊808的角色(如前面參考圖8的描述)。在接收時鐘脈衝，重定時FIFO/相位計算器1142接收並寫入來自接收信道1126數位化數據1130、當前接收時鐘信號1134及接收時鐘相位數據1136。重定時FIFO/相位計算器1142還接收發送時鐘信號1144。在發送時鐘脈衝上，重定時FIFO/相位計算器1142根據接收時鐘相位數據1136確定一個新的發送時鐘相位1146，並輸出該新的發送時鐘相位1146及數位化數據1148。模擬發送串行器1140接收該新的發送時鐘相位1146及數位化數據1148。該模擬發送串行器1140將該數位化數據1148放入模擬格式並根據該新的發送時鐘相位1146調整該發送時鐘信號。在調整的發送時鐘信號脈衝上，串行數據1150從發送信道1138被輸出。
圖12描述了圖11中所描述的系統的稍詳細的視圖。圖12中的組件的描述及接收信道1126的作用與前述參考圖11所描述的相似。與圖11中所描述的類似，在接收時鐘信號脈衝上，數位化數據1130、當前接收時鐘信號1134及接收時鐘相位數據1136被並行傳輸給發送信道1238。
發送信道1238包括模擬發送串行器1240及重定時模塊1242。重定時模塊1242具有重定時模塊808及1020的作用(如前面參考圖8和圖10所描述的)。重定時模塊1242包括先進先出(FIFO)寄存器1260及相位計算器1262。在接收時鐘脈衝上，重定時模塊1242從接收信道1126接收並寫入數位化數據1130、當前接收時鐘信號1134及接收時鐘相位數據1136到FIFO寄存器1260的。FIFO寄存器1260也接收發送時鐘信號1244。在發送時鐘信號脈衝上，FIFO寄存碞1260輸出數位化數據1248及相位計算數據1236，其包括當前接收時鐘信號1134、接收時鐘相位數據1136及發送時鐘信號1244。相位計算器1262接收相位計算數據1236並基於相位計算數據1236確定和輸出新的發送時鐘相位1246。模擬發送串行器1240接收該新的發送時鐘相位1246及數位化數據1248。該模擬發送串行器1240將該數位化數據1248放入模擬格式並根據該新的發送時鐘相位1246調整該發送時鐘信號。在調整的發送時鐘信號脈衝上，串行數據1250從發送信道1238被輸出。
圖13A是根據本發明的實施例的相位計算器1262的更詳細的視圖。相位計算器1262包括相位差計算器1366、相位控制多路復用器1368及增量模塊1370。相位差計算器1366從FIFO寄存器1260接收當前接收時鐘信號相位1372及一個在先接收時鐘信號相位1374。根據在先存儲的當前接收時鐘信號相位1372，在先接收時鐘信號相位1374由延遲碼元寄存器1396所提供。相位差計算器1366確定計算的相位差1376。在一個實施例中，該計算的相位差1376同時包括相位差和方向(如上描述)。相位控制多路復用器1368接收該計算的相位差1376、預定的相位差(包括方向)1378及挑選的相位控制信號1380。在本發明的實施例中，該預定的相位差1378在接收信道1126處被確定，被作為接收時鐘相位數據1136提供給發送信道1238，並被作為相位計算數據1236的一部分提供給相位差計算器1366。相位控制多路復用器1368根據該挑選的相位控制信號1380來選擇計算的相位差1376或者預定的相位差1378。然後相位控制多路復用器然後輸出計算的相位差1376或者預定的相位差1378作為相位調整值1382。在一個實施例中，增量模塊1370接收相位調整值1382及在先發送時鐘信號相位1384。該增量模塊1370根據相位調整值1382和在先發送時鐘信號相位1384確定一個新的發送相位值1386。新的發送相位值1386被反饋給延遲碼元寄存器1394，以用於下一周期，其中，在先發送時鐘信號相位1384由延遲碼元寄存器1394提供。
根據本發明的一個實施例，相位計算器1262可選地包括有調整判定模塊1388(在圖13B中顯示)。在本發明的一個實施例中，調整判定模塊1388接收相位閥值1395、相位限定信號1389及相位調整值1382。相位限定信號1389標示是否該相位要被限定到一個閥值。調整判定模塊1388確定是否相位調整值1382超出預定相位閥值1395，並根據相位限定信號1389相應地輸出判定信號1390到調零多路復用器(Zero/adjustment multiplexer)1391。例如，如果相位限定信號1389標示相位要被限定到一閥值，且調整判定模塊1388確定相位調整值1382超出了預定相位閥值1395，則判定信號1390標示無需調整。作為另一個例子，如果相位限定信號1389標示相位要被限定到一閥值，且調整判定模塊1388確定相位調整值1382未超出預定相位閥值1395，則判定信號1390標示將做一個相位調整。作為第三個例子，如果相位限定信號1389標示相位無需被限定到一閥值，則判定信號1390標示將做一個相位調整，而不管相位閥值1395是否被超出。
調零多路復用器1391接收判定信號1390、相位調整值1382及調零值1392(即零值)。如果判定信號1390標示不做相位調整，則調零多路復用器1391選擇調零值1392。二選一地，如果判定信號1390標示要做相位調整，則調零多路復用器1391選擇相位調整值1382。由調零多路復用器1391生成的調零選擇1397被輸出到增量模塊1370。如果調零值1392被選擇，增量模塊1370增加一個零值到在先發送時鐘信號相位1384，從而產生新的發送相位值1386，該新值等於在先發送時鐘信號相位1384。實際上，當這種情形發生時，發送時鐘信號相位未被調整。如果選擇了相位調整值1382，增量模塊1370根據特定的方向，將相位調整值1382與該在先發送時鐘信號相位1384相加或相減，最終形成新的發送相位值1386。
根據本發明的另一實施例，調整判定模塊1388接收發送鎖相信號1393。該調整判定模塊1388確定發送鎖相信號1393是否標示了發送鎖相被設置(即相位未被調整)。當數據被從一個通道交換到另一個通道(例如當接收數據被從一個發送通道交換到另一個發送通道)，則期望發送鎖相被設置。如果調整判定模塊1388從發送鎖相信號1393確定發送鎖相被設置，則調整判定模塊1388輸出判定信號1390到調零多路復用器1391，以標示不需做相位調整。或者，如果調整判定模塊1388從發送鎖相信號1393確定發送鎖相未被設置，則調整判定模塊1388輸出判定信號1390到調零多路復用器1391，以標示需做相位調整(假定此處沒有閥值限定)。
如同在前面涉及相位閥值限定的實施例中，調零多路復用器1391接收判定信號1390、相位調整值1382及調零值1392(即零值)。如果判定信號1390標示不做相位調整，則調零多路復用器1391選擇調零值1392。或者，如果判定信號1390標示需做相位調整，則調零多路復用器1391選擇相位調整值1382。由調零多路復用器1391生成的調零選擇1397被輸出到增量模塊1370。如果選擇了調零值1392，則增量模塊1370增加一個零值到在先發送時鐘信號相位1384，從而產生新的傳輸相位值1386，該值等於在先發送時鐘信號相位1384。實際上，當這種情形發生時，發送時鐘信號相位未被調整。如果選擇了相位調整值1382，增量模塊1370根據特定的方向，將相位調整值1382與該在先發送時鐘信號相位1384相加或相減，最終形成新的發送相位值1386。
根據本發明的實施例，相位計算器1262包括前面參考圖13A及13B中描述的實施例中的所有元件及輸入。在本實施例中，判定信號1390根據相位限定信號1389、相位閥值1395及發送鎖相信號1393，標示調零多路復用器1391是選擇相位調整值1382還是選擇調零值1392(即零值)。根據本實施例，調整判定模塊1388通過利用圖14所顯示的組件結構來管理該相位限定信號1389、相位閥值1395及發送鎖相信號1393。
圖14描述了調整判定模塊1388的擴展視圖，如所顯示的配置，調整判定模塊1388包括比較器1402、與門1404及或門1406。在本實施例中，比較器1402比較輸入相位閥值1395與輸入相位調整值1382以確定相位調整值1382是否超出相位閥值1395。與門1404根據輸入相位限定信號1389，確定該由比較器1402生成的閥值決定是否被用作為在確定相位調整中的一個因素。最後，或門1406確定是否將該相位鎖至其當前狀態，而不管由比較器1402和與門1404生成的閥值相關的決定。
根據本發明的實施例，參考圖15描述了一種在收發器中將接收信道的接收時鐘信號相位與發送信道的發送時鐘信號相位同步的方法。方法1400開始於步驟1502。在步驟1502中，接收信道中的在先接收時鐘信號相位被存儲，以用於以後的比較。在步驟1504中，接收信道中的當前接收時鐘信號相位被標示。在步驟1506中，確定在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位間的相位差。在步驟1508中，標示在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位間的相位差的方向。該方向可標示為前面參考圖8所描述的。在步驟1510中，根據相位差和方向，發送信道的在先發送時鐘信號相位被調整到當前發送時鐘信號相位。然後結束方法1500。根據本發明的實施例，步驟1502、1504、1506 及1508在接收信道中發生，而步驟1510在發送信道中發生。在另一實施例中，步驟1504在接收信道中發生，而步驟1502、1506、1508及1510在發送信道中發生。
根據本發明的又一實施例，參照圖16，描述了一種在收發器中將接收信道的接收時鐘信號相位與發送信道的發送時鐘信號相位同步的方法。方法1600開始於步驟1602，在步驟1602中，存儲接收信道中的在先接收時鐘信號相位，以用於以後的比較。在步驟1604中，標示接收信道中的當前接收時鐘信號相位。在步驟1606中，確定在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位間的相位差。在步驟1608中，標示在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位間的相位差的方向。該方向可標示為前面參考圖8所描述的。在步驟1610中，該相位差和方向被提供給發送信道。在步驟1612中，根據相位差和方向，發送信道的在先發送時鐘信號相位被調整到當前發送時鐘信號相位。然後結束方法1600。根據本發明的實施例，步驟1602、1604、1606、1608及1610在接收信道中發生，而步驟1612在發送信道中發生。
在圖17中，對方法1600中的步驟1612作進一步描述。步驟1612開始於步驟1702。在步驟1702，在接收時鐘信號脈衝上，該相位差及方向被接收並被寫入重定時模塊。在步驟1704，在發送時鐘信號脈衝上，基於該相位差及方向的新的發送時鐘相位數據被從重定時模塊中讀出。步驟1612然後轉至步驟1614，此處該方法結束。
根據本發明的再一實施例，參考圖18，描述了一種在收發器中將接收信道的接收時鐘信號相位與發送信道的發送時鐘信號相位同步的方法。方法1800開始於步驟1802，在步驟1802中，存儲接收信道中的在先接收時鐘信號相位，以用於以後的比較。在步驟1804中，標示接收信道中的當前接收時鐘信號相位。在步驟1806中，該在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位被提供給發送信道。在步驟1808中，確定在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位間的相位差。在步驟1810中，標示在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位間的相位差的方向。該方向可標示為前面參考圖8所描述的。在步驟1812中，根據相位差和方向，發送信道的在先發送時鐘信號相位被調整到當前發送時鐘信號相位。方法1800然後在1814處結束。在該實施例中，步驟1804及1806在接收信道中發生，而步驟1802、1808、1810及1812在發送信道中發生。
根據本發明的實施例，在圖19中，對方法1800中的步驟1806進一步描述。步驟1806開始於步驟1902。在步驟1902，在接收時鐘信號脈衝上，在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位被接收並被寫入發送信道的重定時模塊。步驟1806然後轉至步驟1808。
根據本發明的實施例，在圖20中，對方法1800中的步驟1812做了進一步描述。步驟1812開始於步驟2002。在步驟2002，在發送時鐘信號脈衝上，基於該當前接收時鐘信號相位及在先接收時鐘信號相位的新的發送時鐘相位數據被從發送信道的重定時模塊中讀出。步驟1812然後轉至步驟1814，此處該方法結束。
根據本發明的實施例，參考圖21，描述了一種將發送時鐘信號相位與接收時鐘信號相位鎖相的方法。方法2100開始於步驟2102，在步驟2102中，接收在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位間的預定相位差及方向。在步驟2104中，接收當前接收時鐘信號相位。在步驟2106中，該當前接收時鐘信號相位被存儲作為存儲的在先接收時鐘信號相位。在步驟2108中，確定在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位間計算的相位差及方向。在步驟2110中，接收相位控制選擇信號。在步驟2112中，依據該相位控制選擇信號，預定相位差及方向或者該計算的相位差及方向被選擇作為可供使用的選擇的相位差(和方向)。在步驟2114中，接收在先發送時鐘信號相位。在步驟2116中，依據特定的選擇方向，該選擇的相位差與該在先發送時鐘信號相位相加或相減，以獲得調整的發送時鐘信號相位。方法2100在步驟2118處結束。
根據本發明的另一實施例，參考圖22A及圖22B，描述了一種將發送時鐘信號相位與接收時鐘信號相位鎖相的方法。方法2200開始於步驟2202，在步驟2202中，接收在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位間的預定相位差及方向。在步驟2204中，接收當前接收時鐘信號相位。在步驟2206中，該當前接收時鐘信號相位被存儲作為存儲的在先接收時鐘信號相位。在步驟2208中，確定在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位間計算的相位差及方向。在步驟2210中，接收相位控制選擇信號。在步驟2212中，依據該相位控制選擇信號，選擇預定相位差及方向或者該計算的相位差及方向作為可供使用的選擇的相位差和方向。在步驟2214中，接收發送鎖相信號。如果該發送鎖相信號被設置，則標示不作調整，然後該方法繼續步驟2216。在步驟2216中，更改該選擇的相位差為零值。在步驟2218中，接收在先發送時鐘信號相位。在步驟2220中，依據特定的選擇方向，該選擇的相位差與該在先發送時鐘信號相位相加或相減，以獲得調整的發送時鐘信號相位。在這種情況下，該發送時鐘信號相位保持不變(即沒有相位調整)。方法2200在步驟2222處結束。
相反，如果在步驟2214中，該發送鎖相信號未被設置，則標示將作調整，則在一個實施例中，該方法轉至步驟2218，或者在另一個實施例中，如果該相位調整被任意地限定在一個相位閥值上，則轉至步驟2224(圖22B)。在沒有相位閥值選項的實施例中，步驟2218在步驟2214之後。在步驟2218中，接收在先發送時鐘信號相位。在步驟2220中，依據特定的選擇方向，該選擇的相位差與該在先發送時鐘信號相位相加或相減，以獲得調整的發送時鐘信號相位。方法2200在步驟2222處結束。
在涉及有相位閥值選項的實施例中，如果在步驟2214中，該發送鎖相信號未被設置，則該方法繼續步驟2224，在步驟2224中，接收相位限定信號。該相位限定信號標示是否要限定對在先發送時鐘信號相位的調整，而不管該選擇的相位差是否超出預定相位閥值。如果相位限定信號標示無需限定相位調整，該方法繼續步驟2218。如果相位限定信號標示將限制相位調整，則該方法繼續步驟2226。在步驟2226中，接收預定相位閥值。在步驟2228中，確定該選擇的相位差是否超出該預定相位閥值。如果該選擇的相位差超出該預定相位閥值，則該方法轉至步驟2216，在此處，該選擇的相位差被更改為零值(即無需作相位調整)。如果該選擇的相位差在該預定相位閥值範圍內，則該方法轉至步驟2218。在步驟2218中，接收在先發送時鐘信號相位。在步驟2220中，依據特定的選擇方向，該選擇的相位差與該在先發送時鐘信號相位相加或相減，以獲得調整的發送時鐘信號相位。方法2200在步驟2222處結束。
根據本發明的另一實施例，參照圖23，描述了一種將數據從與收發器系統的接收信道連接的第一外部組件傳輸到與收發器系統的發送信道連接的第二外部組件的方法。該外部組件包括，但不限於磁碟驅動器。方法2300開始於步驟2302。在步驟2302，來自第一外部組件的外部組件數據在接收信道處被接收。在步驟2304，該外部組件數據及接收時鐘相位數據被從接收信道傳輸至發送信道。在步驟2306，發送時鐘信號與每一接收時鐘相位數據的接收時鐘信號鎖相。在步驟2308，該外部組件數據被從發送信道傳輸至第二外部組件。方法2300然後結束。
上面描述的系統和方法包括必不可少的二種相位差計算選項。在第一種選項中，相位差及方向在接收信道處被計算，並被傳輸至發送信道用於發送時鐘相位的調整。該相位差及方向的計算是在發送信道處完成的。在第二種選項中，相位差及方向的計算在發送信道中完成。該兩種選項傾向於在系統中被編程，以使每一種均可選。採用第一種選項的優點在於傳送的位更少。採用第二種選項的優點在於，如果接收信道與發送信道彼此距離很遠，在發送信道本地進行計算更安全。如果在這種情況下採用第一種選項，則相位差隨其到達發送信道的時間再次更改，使數據完整性處於危險中。
結論該揭露呈現了一種具有與接收時鐘信號鎖相的發送時鐘信號相位的收發器系統。該揭露還呈現了一種將數據從與收發器系統(如此處描述的)的接收信道連接的第一外部組件傳輸到與收發器系統的發送信道連接的第二外部組件的方法。通過利用諸如本發明的合適的機構來強制來控制相位，一種強大的設計可使其中設備的發送頻率追蹤到接收頻率，而不損失數據/信息。雖然本發明的各種實施例在前文已被描述，可理解為其僅用於經由實例來呈現，而不是限定於此。在不脫離附加的權利所定義的發明範圍內進行各種形式上的變化及細化是可被本領域的技術人員所理解的。因此，本發明的寬度和範圍並不限於前文揭露的任何示例性實施例，其應被定義為僅按照隨後的權利要求及其等效。
權利要求
1.一種在收發器中將接收信道的接收時鐘信號相位與發送信道的發送時鐘信號相位同步的方法，其特徵在於，包括存儲接收信道的在先接收時鐘信號相位；識別接收信道的當前接收時鐘信號相位；確定在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間的相位差；識別在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間的相位差的方向；以及基於所述相位差及方向將發送信道的在先發送時鐘信號相位調整到發送信道的當前發送時鐘信號相位。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述存儲步驟、識別當前接收時鐘信號相位步驟、確定步驟、及識別方向步驟均在接收信道中發生。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，進一步包括提供所述相位差及方向給發送信道的步驟，且調整步驟在發送信道中發生。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述調整步驟包括在接收時鐘信號脈衝上，接收並寫所述相位差及方向到重定時模塊；以及在發送時鐘信號脈衝上，基於所述相位差及方向從重定時模塊中讀出新的發送時鐘相位數據。
5.一種用於將接收時鐘信號相位與發送時鐘信號相位同步的系統，其特徵在於，該系統包括接收信道；以及發送信道；其中，發送信道基於接收時鐘信號相位數據將發送時鐘信號相位與接收時鐘信號相位同步。
6.如權利要求5所述的系統，其特徵在於，進一步包括用於將接收時鐘信號相位數據從接收信道傳送至發送信道的裝置。
7.如權利要求5所述的系統，其特徵在於，接收信道及發送信道均為收發器的一部分。
8.一種用於將接收時鐘信號相位與發送時鐘信號相位同步的系統，其特徵在於，該系統包括接收信道，其輸出當前接收時鐘信號脈衝及接收時鐘相位數據；以及發送信道，其包括發送時鐘信號，且其從接收信道接收當前接收時鐘信號脈衝及接收時鐘相位數據；其中，發送信道基於接收時鐘相位數據將發送時鐘信號相位與接收時鐘信號相位同步。
9.如權利要求8所述的系統，其特徵在於，進一步包括用於將當前接收時鐘信號脈衝及接收時鐘相位數據從接收信道傳送至發送信道的裝置。
10.一種將發送時鐘信號相位與接收時鐘信號相位鎖相的方法，其特徵在於，包括接收預定的在先接收時鐘相位與當前接收時鐘信號相位間的相位差及方向；接收當前接收時鐘信號相位；存儲所述當前接收時鐘信號相位作為存儲的在先接收時鐘信號相位；確定在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間計算的相位差及方向；接收相位控制選擇信號；根據所述相位控制選擇信號，選擇預定的相位差和方向或者計算的相位差及方向，作為選定的相位差及方向；接收在先發送時鐘信號相位；以及根據所述選定的方向，將所述選定的相位差與在先發送時鐘信號相位相加或相減，以獲得調整過的發送時鐘信號相位。
全文摘要
本發明提供了一種在收發器中將接收信道的接收時鐘信號相位與發送信道的發送時鐘信號相位同步的系統和方法。該系統包括接收信道和發送信道，其中，該發送信道基於接收時鐘信號相位數據將發送時鐘信號相位與接收時鐘信號相位同步。該方法包括存儲接收信道的在先接收時鐘信號相位並識別接收信道的當前接收時鐘信號相位。該方法進一步包括確定在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間的相位差，並識別在先接收時鐘信號相位與當前接收時鐘信號相位之間的相位差的方向。該方法進一步包括基於相位差及方向將發送信道的在先發送時鐘信號相位調整到發送信道的當前發送時鐘信號相位。
文檔編號H04L25/00GK1677916SQ20051006259
公開日2005年10月5日 申請日期2005年3月28日 優先權日2004年3月31日
發明者阿巴斯·埃米裡奇梅, 霍華德·鮑默, 約翰·路易, 瓦蘇德萬·帕薩瑟拉思, 琳達·英 申請人:美國博通公司