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串列數據流的取樣時脈選擇方法.pdf

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串列 數據流 取樣 選擇 方法
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摘要
申請專利號:

CN201210379675.2

申請日:

2012.10.09

公開號:

CN103051327B

公開日:

2015.01.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H03K 19/0185申請日:20121009|||公開
IPC分類號: H03K19/0185 主分類號: H03K19/0185
申請人: 瑞鼎科技股份有限公司
發明人: 黃仁鋒; 苗蕙雯; 左克揚; 趙晉杰
地址: 中國臺灣新竹市科學工業園區力行路23號2樓
優先權: 2011.10.12 TW 100136876
專利代理機構: 中國商標專利事務所有限公司 11234 代理人: 宋義興;周偉明
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201210379675.2

授權公告號:

103051327B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.28|||2013.05.15|||2013.04.17

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開一種串列數據流的取樣時脈選擇方法,該串列數據流具有在一固定時間周期內變化的數據速率。根據本發明的取樣時脈選擇方法的一實施例包含以下步驟:產生一校正信號,其中該校正信號的一時間間隔大于該串列數據流的該固定時間周期,在該校正信號的該時間間隔內產生一第一時脈序列和跟隨其后的一第二時脈序列,其中該第一時脈序列和該第二時脈序列由相同個數的復數個連續時脈相位所組成,依序選擇該第一時脈序列和該第二時脈序列中的一時脈相位為一取樣時脈相位,以該取樣時脈相位對該串列數據流進行復數次取樣以產生一旗標信號,以及根據不同取樣時脈相位所產生的旗標信號選擇一最終取樣時脈相位。

權利要求書

權利要求書一種串列數據流的取樣時脈選擇方法,該串列數據流具有在一固定時間周期內變化的數據速率,其特征在于,該方法包含以下步驟:
產生一校正信號,該校正信號的一時間間隔大于該串列數據流的該固定時間周期;
在該校正信號的該時間間隔內產生一第一時脈序列和跟隨其后的一第二時脈序列,該第一時脈序列和該第二時脈序列由相同個數的復數個連續時脈相位所組成;
依序選擇該第一時脈序列和該第二時脈序列中的一時脈相位為一取樣時脈相位;
以該取樣時脈相位對該串列數據流進行復數次取樣,由此產生一旗標信號;以及
根據不同取樣時脈相位所產生的旗標信號選擇一最終取樣時脈相位。
根據權利要求1所述的取樣時脈選擇方法,其特征在于,該依序選擇該第一時脈序列和該第二時脈序列中的該時脈相位為該取樣時脈相位的步驟包含:
依序選擇該第一時脈序列中的該等連續時脈相位的其中一者為該取樣時脈相位;以及
在該第一時脈序列中的一最終時脈相位被選擇為該取樣時脈相位后,依序選擇該第二時脈序列中的該等連續時脈相位的其中一者為該取樣時脈相位。
根據權利要求1所述的取樣時脈選擇方法,其特征在于,以該取樣時脈相位對該串列數據流進行復數次取樣,由此產生該旗標信號的步驟包含:
判斷復數個取樣值是否相同于該串列數據流的位元數據;
當該等取樣值中的其中一者相同于該串列數據流的位元數據時,產生一第一計數信號;
當該等取樣值中的其中一者不同于該串列數據流的位元數據時,產生一第二計數信號;以及
根據該第一計數信號和該第二計數信號產生該旗標信號。
根據權利要求3所述的取樣時脈選擇方法,其特征在于,還包含:
根據該第一計數信號累加一計數值以產生一第一累加值;
在該第一累加值超過一第一門檻值時,產生一第一比較信號;
根據該第二計數信號累加一計數值以產生一第二累加值;
在該第二累加值超過一第二門檻時,產生一第二比較信號;以及
根據該第一和該第二比較信號產生該旗標信號。
根據權利要求1所述的取樣時脈選擇方法,其特征在于,根據不同取樣時脈相位所產生的旗標信號選擇該最終取樣時脈相位的步驟包含:
選擇該第一時脈序列中的一第一時脈相位為該取樣時脈相位以產生一第一旗標信號;
選擇該第二時脈序列中的與該第一時脈相位具有相同相位差的一時脈相位為該取樣時脈相位以產生一第二旗標信號;
對該第一旗標信號和該第二旗標信號進行一邏輯運算,由此產生一第三旗標信號;以及
根據該第三旗標信號自該等時脈相位中選擇該最終取樣時脈相位。
根據權利要求5所述的取樣時脈選擇方法,其特征在于,該邏輯運算為一和運算。
根據權利要求1所述的取樣時脈選擇方法,其特征在于還包含:
在該校正信號的該時間間隔內產生至少一第三時脈序列,該至少一第三時脈序列跟隨該該第二時脈序列,且該至少一第三時脈序列和該第一時脈序列是由相同個數的復數個連續時脈相位所組成;以及
依序選擇該第一時脈序列、該第二時脈序列和該至少一第三時脈序列中的一時脈相位為一取樣時脈相位。
根據權利要求1所述的取樣時脈選擇方法,其中該串列數據流為一具有周期性的展頻數據流。
根據權利要求1所述的取樣時脈選擇方法,其中該串列數據流的傳送符合一點對點迷你型低電壓差動信號通訊協定。

說明書

說明書串列數據流的取樣時脈選擇方法
技術領域
本發明是關于一種串列數據流的取樣時脈選擇方法,其中該串列數據流具有在一固定時間周期內變化的數據速率。
背景技術
許多電子產品,例如一微處理器,是以一特定時脈信號來驅動系統的運作。隨著高速和高整合度的電子產品的技術發展,時脈信號可能具有GHz以上的工作頻率。該時脈信號可通過一晶體震蕩器產生穩定的震蕩頻率。
然而,晶體震蕩器具有很高的Q值,其會使時脈信號的能量集中在一個很窄的基礎頻帶和該頻帶的諧波上。當能量集中在該時脈信號的高頻諧波時會導致電磁干擾(Electro?Magnetic Interference,EMI)的輻射能量超過規范限制,例如美國聯邦通訊委員會(FCC)、日本JEITA及歐洲IEC所制定的規范限制。
近年來,為了減低電磁干擾,業界常使用一種展頻(Spread Spectrum,SS)技術來對時脈信號的頻率進行調變。經過展頻的時脈信號,其頻率不會固定在某一特定頻率,而會在一給定的頻率范圍內變動。因此,可通過分散特定頻率的能量,使信號具有較低的能量分布或較低的頻率范圍,由此降低電磁干擾。
圖1A繪示一未經過展頻的時脈信號CLK_ref,其具有一固定頻率fC。圖1B繪示該時脈信號CLK_ref的頻譜(frequency spectrum),其在頻率fC處的能量高于產生電磁干擾的一給定臨界能量P0。圖1C繪示該時脈信號CLK_ref的頻率隨時間變化的關系。
圖2A繪示一展頻后的時脈信號CLK_SS。圖2B繪示該時脈信號CLK_SS的頻譜。由于展頻后的能量已分散到f1和f2的頻率范圍內,因此在頻率fC處的能量將低于產生電磁干擾的給定臨界能量P0。圖2C繪示該時脈信號CLK_SS的頻率隨時間的關系。參照圖2C,該時脈信號CLK_SS的輸出頻率以頻率fC為中心,且于f1與f2的頻率范圍內周期循環。
此外,一高速串列數據流也可以使用展頻方式進行傳輸,以降低電磁干擾。當串列數據流以展頻方式傳輸時,時脈信號和數據之間的數據抖動(jitter)或相位扭曲(skew)會影響有效位元的取樣區間。如果以傳統過取樣的方式對展頻后的串列數據流中的位元數據進行取樣,則可能某一取樣時脈相位只能取樣到某一特定頻帶的位元數據。另一方面,當一未展頻的高速串列數據流在經過一噪聲通道傳輸時,可能會受到固定時間間隔的噪聲干擾。此時,如果以傳統過取樣的方式對串列數據流取樣,則可能某一取樣時脈相位會連續取樣到該噪聲。因此,有必要提出一種串列數據流的取樣時脈選擇方法,以解決上述問題。
發明內容
本發明公開一種串列數據流的取樣時脈選擇方法,該串列數據流具有在一固定時間周期內變化的數據速率。根據本發明的取樣時脈選擇方法的一實施例包含以下步驟:產生一校正信號,其中該校正信號的一時間間隔大于該串列數據流的該固定時間周期,在該校正信號的該時間間隔內產生一第一時脈序列和跟隨其后的一第二時脈序列,其中該第一時脈序列和該第二時脈序列由相同個數的復數個連續時脈相位所組成,依序選擇該第一時脈序列和該第二時脈序列中的一時脈相位為一取樣時脈相位,以該取樣時脈相位對該串列數據流進行復數次取樣以產生一旗標信號,以及根據不同取樣時脈相位所產生的旗標信號選擇一最終取樣時脈相位。
附圖說明
圖1A?1C繪示一未經過展頻的時脈信號的波形圖;
圖2A?2C繪示一經過展頻的時脈信號的波形圖;
圖3繪示使用本發明所公開的取樣時脈選擇方法的一平面顯示器的一驅動系統;
圖4顯示根據本發明一實施例的串列數據流的取樣時脈選擇方法的流程圖;
圖5顯示根據本發明一實施例的取樣時脈選擇方法運作的時序圖;
圖6顯示該時脈序列的時序圖;及
圖7顯示以不同的取樣時脈相位對該串列數據流進行取樣的時序圖。
主要元件符號說明:
30            驅動系統
32            時序控制器
34            源極驅動器
S40~S48       步驟
具體實施方式
本發明所公開的取樣時脈選擇方法可應用于任一數據傳送界面中,例如一平面顯示器的驅動系統的數據傳送界面中。圖3繪示使用本發明所公開的取樣時脈選擇方法的一平面顯示器的一驅動系統30,其包含一時序控制器32和一源極驅動器34。該時序控制器32接收一低電壓差動訊號LVDS后,產生一串列數據流S_DIN,其包含顯示面板所需的訊框(frame)數據。該串列數據流S_DIN再經由一數據傳送界面傳送至該源極驅動器34。在本發明一實施例中,該串列數據流S_DIN的傳送符合一點對點迷你型低電壓差動信號(point to point mini?LVDS)通訊協定。為了符合電磁干擾的規范限制,該串列數據流S_DIN可設計為一具有周期性的展頻數據流。此外,該時序控制器32會傳送一校正信號SYNC至該源極驅動器34。在該校正信號期間,該源極驅動器34會從多個時脈相位中選擇對于該串列數據流S_DIN而言的最佳取樣時脈相位。
圖4顯示根據本發明一實施例的串列數據流S_DIN的取樣時脈選擇方法的流程圖,其中該串列數據流S_DIN具有在一固定時間周期內變化的數據速率。該取樣時脈選擇方法包含:產生一校正信號,該校正信號的一時間間隔大于該串列數據流的該固定時間周期(步驟S40),在該校正信號的該時間間隔內產生一第一時脈序列和跟隨其后的一第二時脈序列,該第一時脈序列和該第二時脈序列由相同個數的復數個連續時脈相位所組成(步驟S42),
依序選擇該第一時脈序列和該第二時脈序列中的一時脈相位為一取樣時脈相位(步驟S44),以該取樣時脈相位對該串列數據流進行復數次取樣,由此產生一旗標信號(步驟S46),以及根據不同取樣時脈相位所產生的旗標信號選擇一最終取樣時脈相位(步驟S48)。以下配合圖3、圖5至圖7說明本實施例的取樣時脈選擇方法的細節。
參照圖5,該串列數據流S_DIN在一固定時間周期T內其數據速率以1000M Bits/s為中心,且于700M Bits/s與1300M Bits/s的范圍內變化。換言之,該串列數據流S_DIN具有在一固定時間周期T內變化的數據速率。由于該校正信號SYNC的一時間間隔TS大于該串列數據流S_DIN的該固定時間周期T,因此在該校正信號SYNC的該時間間隔TS內,可實施本發明所公開的取樣時脈選擇方法以取得一最佳取樣時脈相位。
參照圖5,在該校正信號SYNC的該時間間隔TS內,復數個時脈序列seq1和seq2根據該校正信號SYNC的升緣而產生,且每一時脈序列包含連續的第一、第二和第三時脈相位PH[0]、PH[1]和PH[2]。圖6顯示該些時脈序列seq1和seq2的時序圖。參照圖6,該時脈序列seq2跟隨該時脈序列seq1,且相較于時脈序列seq1和seq2的升緣,該時脈序列seq1中的時脈相位PH[0]和該時脈序列seq2中的時脈相位PH[0]具有相同的相位差,該時脈序列seq1中的時脈相位PH[1]和該時脈序列seq2中的時脈相位PH[1]具有相同的相位差,而該時脈序列seq1中的時脈相位PH[2]和該時脈序列seq2中的時脈相位PH[2]具有相同的相位差。為了簡化說明,在本實施例中僅以兩時脈序列seq1和seq2及三個時脈相位PH[0]、PH[1]和PH[2]為例說明。然而,本發明不應以此為限。為了取樣到該串列數據流S_DIN在每一固定時間周期T內以不同數據速率傳送的位元數據,可以在該校正信號SYNC的該時間間隔TS內建立三個以上的時脈序列以增加取樣次數。
參照圖5,在復數個時脈序列seq1和seq2產生后,依序選擇該時脈序列seq1和seq2中的其中一時脈相位為一取樣時脈相位,由此根據該取樣時脈相位對該串列數據流S_DIN進行復數次取樣。圖7顯示以不同的取樣時脈相位對該串列數據流S_DIN進行取樣的時序圖。參照圖7,在時間間隔T1期間,該時脈序列seq1中的該時脈相位PH[0]首先被選擇為一取樣時脈相位。因此,在時間間隔T1期間復數個第一取樣值會產生。根據該些第一取樣值和該串列數據流S_DIN的位元數據的比較結果,一第一旗標信號flag[0]的值會被設定。
在本發明一實施例中,當該些第一取樣值相同于該串列數據流S_DIN的位元數據時,產生一第一計數信號。接著,根據該第一計數信號累加一計數值以產生一第一累加值。當該第一累加值超過一第一門檻值(例如,16次)時,將該第一旗標信號flag[0]的邏輯位準設定為1。反之,當該些第一取樣值不同于該串列數據流S_DIN的位元數據時,產生一第二計數信號。接著,根據該第二計數信號累加一計數值以產生一第二累加值。當該第二累加值超過一第二門檻值(例如,5次)時,將該第一旗標信號flag[0]的邏輯位準設定為0。
參照圖7,在時間間隔T2期間,該時脈相位PH[1]接著被選擇為一取樣時脈相位。因此,復數個第二取樣值會產生。根據該些第二取樣值和該串列數據流S_DIN的位元數據的比較結果,一第二旗標信號flag[1]會被設定。依類似運作方式,第三、第四、第五和第六旗標信號flag[2],flag[3],flag[4],flag[5]會依序被設定。
在本發明所公開的取樣時脈選擇方法中,在該串列數據流S_DIN的該固定時間周期T內,該時脈相位PH[0]會在該串列數據流S_DIN較低的數據速率范圍內(例如700M Bits/s~900M Bits/s)和較高的數據速率范圍內(例如1100M Bits/s~1300M Bits/s)被選擇為取樣時脈相位。同時,旗標信號flag[0]和flag[3]會根據該取樣時脈相位而設定。由于該時脈相位PH[0]會在該串列數據流S_DIN中不同的數據速率范圍內被選擇為取樣時脈相位以獲得不同數據速率下的取樣值,故在選擇最佳的取樣時脈相位時,該些取樣值的完整度和可靠度可大幅的提升。
在本實施例中,由于時脈相位PH[0]會產生兩旗標信號flag[0]和flag[3],時脈相位PH[1]會產生兩旗標信號flag[1]和flag[4],且時脈相位PH[2]會產生兩旗標信號flag[2]和flag[5]。為了從時脈相位PH[0]、PH[1]和PH[2]中選擇最終的取樣時脈相位,在時間間隔T6后,會對兩旗標信號flag[0]和flag[3]的值再進行一邏輯運算,對兩旗標信號flag[1]和flag[4]的值再進行一邏輯運算,且對兩旗標信號flag[2]和flag[5]的值再進行一邏輯運算。舉例而言,假設旗標信號flag[0],flag[1],flag[2],flag[3],flag[4],flag[5]依序為1,1,,0,1,1,1,將旗標信號flag[0]和flag[3]的值進行一和(AND)運算后得到1,將旗標信號flag[1]和flag[4]的值進行一和(AND)運算后得到1,將旗標信號flag[2]和flag[5]的值進行一和(AND)運算后得到0。因此,該最終取樣時脈相位會從時脈相位PH[0]和PH[1]中選擇。執行該些邏輯運算的區間可在圖7中的區間opt內完成。
接著,代表該時脈相位PH[0]和PH[1]的旗標值可再通過一特定演算法以決定何者為最終取樣時脈相位。該特定演算法的一實施例在先申請案“串列數據流的取樣時脈選擇模塊”(臺灣申請案號(100113490),申請日(2011年04月19日))中有更詳盡的描述。然而,本發明不應以此為限。
本發明的技術內容及技術特點已公開如上,然而本領域普通技術人員仍可能基于本發明的教示及公開而作種種不背離本發明精神的替換及修飾。因此,本發明的保護范圍應不限于實施例所公開者,而應包括各種不背離本發明的替換及修飾,并為以下的申請專利范圍所涵蓋。

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