自動反饋調(diào)節(jié)時鐘恢復(fù)電路設(shè)計
0 引言
信息技術(shù)的迅猛發(fā)展使得人們對數(shù)據(jù)傳輸交換的速度要求越來越高,因此,各種高速接口總線規(guī)范應(yīng)運而生,從USBl.1到USB3.0,從PATA到SATA,從PCI總線到PCI―Express,其接口總線速度也由最初的Kbyte發(fā)展到現(xiàn)在的上G比特。在傳統(tǒng)的并行總線中,為了劃分字節(jié),通常采用時鐘與多位數(shù)據(jù)并行傳輸?shù)姆绞?,這在當時數(shù)據(jù)率相對比較低的情況下,可以達到很好的效果,然而,隨著數(shù)據(jù)傳輸率的越來越高,這種并行傳輸?shù)姆绞接龅搅穗y以克服的困難。這是由于存在著時鐘畸變和路徑延時,使得到達接收端的數(shù)據(jù)位之間的數(shù)據(jù)與時鐘之間難以對齊,這樣,接收方就很難正確地接收數(shù)據(jù)。為此,在高速數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域,串行總線越來越顯露出它的優(yōu)勢來。高速串行總線多采用嵌入式時鐘來獲得上G的帶寬,并通過接收方的時鐘恢復(fù)電路從接收的數(shù)據(jù)里恢復(fù)出同步時鐘,實際應(yīng)用中,通常有兩種方法:
第一種是時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)法,該方法是根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)相位的變化來調(diào)整本地PLL或DLL電路的時鐘輸出相位,或根據(jù)本地時鐘相位來調(diào)整接收到的數(shù)據(jù)的相位的方法來達到數(shù)據(jù)與時鐘的同步,然后對數(shù)據(jù)進行l(wèi):1同步采樣;
第二種是過采樣技術(shù),這種方法是在接收端用一個高速的時鐘對輸入數(shù)據(jù)進行過采樣,一般來說,這個高速時鐘的頻率是原發(fā)送端時鐘的3倍以上,這樣過采樣后的數(shù)據(jù)經(jīng)過后繼的數(shù)據(jù)處理電路就可以去除冗余的比特,從而恢復(fù)出實際需要的比特信息。
這兩種方法各有優(yōu)點和缺點,其中CDR方法由于不需要多倍于系統(tǒng)時鐘的采樣時鐘,因而系統(tǒng)功耗比較小,數(shù)字電路邏輯比較簡單,然而模擬模塊設(shè)計復(fù)雜,數(shù)據(jù)同步所需時間比較長。相對于CDR來說,過采樣技術(shù)數(shù)據(jù)恢復(fù)速度快,模擬電路設(shè)計簡單,但是,數(shù)據(jù)后繼處理電路相對復(fù)雜,功耗也較大。那么,有沒有什么方法可以綜合這兩種方法的優(yōu)點呢?本文提出了一種新的高速串行數(shù)據(jù)恢復(fù)方法。
1 系統(tǒng)設(shè)計
1.1 系統(tǒng)總體電路
圖1是一種新型高速串行數(shù)據(jù)恢復(fù)電路框圖,此方法使用反饋通路來使本地時鐘能快速鎖定數(shù)據(jù),該方法的抗干擾性尤其突出。
由于發(fā)生系統(tǒng)和接收系統(tǒng)的系統(tǒng)時鐘間存在著誤差,再加上傳輸通路上介質(zhì)以及接收器本身的影響,使得信號的跳變沿存在嚴重的抖動和偏移,這樣,接收端就必然需要一個本地時鐘和異步數(shù)據(jù)同步的過程,本文采用的方法就是把輸入信號通過PLL鎖定延時器件的時延特性,將數(shù)據(jù)分為三路,每一路比上一路延時四分之一個時鐘周期,然后使此三路信號分別被本地時鐘采樣并比較,以從中得出中路信號與本地時鐘相位之間的延時是超前還是滯后,之后再將超前滯后信息經(jīng)過譯碼邏輯變?yōu)橐淮?比特的控制信號給延時邏輯來調(diào)整時延,最終使數(shù)據(jù)與本地時鐘同步。
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