一种数据时钟恢复电路及其相位插值器制造技术

技术编号:14814848 阅读:117 留言:0更新日期:2017-03-15 04:50
本发明专利技术公开的数据时钟恢复电路及其相位插值器,通过编码电路根据并行时钟和采样时钟或多相位时钟组对数据控制信号进行两次采样,确定参考数据值;再根据控制单元输出的相位控制信号生成第一编码和第二编码;由多路复用器根据第二编码选择接收的N个相位时钟中的两个进行输出;由时钟混频器根据第一编码接收两个相位时钟进行加权模拟运算之后生成并输出的新相位时钟;再由差分转单端放大器将时钟混频器输出的小信号放大成全摆幅信号,供给控制单元去判断当前位置的时钟所采样的数据是否是最佳的采样数据,如果不是将进一步控制编码电路来改变相位插值器输出时钟的延迟位置,使时钟超前或者滞后,最终会形成一个时钟动态跟随数据的稳定状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据时钟恢复
,尤其涉及一种数据时钟恢复电路及其相位插值器
技术介绍
在串行通信系统的接收端中,数据时钟恢复电路(CDR,ClockandDataRecovery)用于从接收的串行数据流中提取时钟且恢复出数据,CDR的性能直接制约着通信的质量。相位插值器(PI,PhaseInterpolator)用于在CDR中对采样的时钟相位进行调整,以便实现数据的正确采样。能够精确调节时钟相位的PI对于在接收端能否能够正确地恢复出发送端的数据非常重要。在实际应用中由于工艺和环境温度的影响,在CDR的工作过程中可能会产生相位阶跃,从而导致其抖动性能的下降,直接恶化CDR的动态特性。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术提供了一种数据时钟恢复电路及其相位插值器,以解决现有技术中数据时钟恢复电路动态性能差的问题。一种数据时钟恢复电路的相位插值器,与数据时钟恢复电路的控制单元相连,所述相位插值器包括:编码电路;所述编码电路的输入端与所述控制单元相连,用于根据接收的并行时钟对所述控制单元输出的数据控制信号进行采样,生成采样信号,根据接收的采样时钟或者多相位时钟组对所述采样信号进行采样,确定参考数据值;根据所述参考数据值和所述控制单元输出的相位控制信号进行处理,生成第一编码和第二编码;两个多路复用器;每个所述多路复用器的控制端与所述编码电路输出端相连,用于接收并根据所述第二编码,选择接收的N个相位时钟中的两个进行输出;其中,N为大于等于4的偶数;时钟混频器;所述时钟混频器的控制端与所述编码电路输出端相连,所述时钟混频器的输入端与所述多路复用器的输出端相连,所述时钟混频器用于接收并根据所述第一编码,接收所述两个相位时钟进行加权模拟运算之后生成并输出的新相位时钟;两个差分转单端放大器;每个所述差分转单端放大器的输入端与所述时钟混频器的输出端相连,用于将所述时钟混频器输出的小信号放大成全摆幅信号。优选的,所述编码电路包括:第一采样单元,用于根据接收的所述并行时钟对所述控制单元输出的所述数据控制信号进行采样;第二采样单元,用于根据接收的所述采样时钟或者所述多相位时钟组对所述采样信号进行采样,确定所述参考数据值;第一延迟单元,用于将所述参考数据值的高三位延迟所述并行时钟的两个周期,得到高三位延迟值;判断单元,用于根据所述参考数据值的高三位和所述高三位延迟值进行逻辑处理,并判断是否跨象限;第一运算单元,用于根据所述判断单元的判断结果及所述参考数据值的低四位进行逻辑运算,得到低四位运算值;第二运算单元,用于根据所述判断单元的判断结果及所述控制单元输出的所述相位控制信号,得到最低位运算值;独热码逻辑单元,用于根据所述高三位延迟值进行独热码逻辑处理,生成所述第二编码;温度计码逻辑单元,用于根据所述低四位运算值及所述最低位运算值进行温度计码逻辑处理,生成所述第一编码;其中,所述第一编码的最低位为根据所述最低位运算值单独编码生成的。优选的,当所述判断单元的判断结果为跨象限时,所述第一运算单元及所述第二运算单元用于将权重全部移交至交界相位的一边,改变一次相位;所述独热码逻辑单元用于改变所述第二编码的相位;所述温度计码逻辑单元用于改变所述第一编码的相位。优选的,所述控制单元输出的所述数据控制信号及所述相位控制信号均为二进制编码。优选的,所述时钟混频器包括:M个电流切换单元、第三电阻、第四电阻、第一NMOS晶体管、第二NMOS晶体管、第三NMOS晶体管和第四NMOS晶体管;其中,M为大于1的自然数;所述第三电阻的一端和所述第四电阻的一端均与电源相连;所述第三电阻的另一端、所述第一NMOS晶体管的漏极及所述第三NMOS晶体管的漏极相连,连接点作为所述时钟混频器的一个输出端;所述第四电阻的另一端、所述第二NMOS晶体管的漏极及所述第四NMOS晶体管的漏极相连,连接点作为所述时钟混频器的另一个输出端;所述第一NMOS晶体管和所述第二NMOS晶体管的源极相连,连接点分别与所述M个电流切换单元的第一输出端相连;所述第三NMOS晶体管和所述第四NMOS晶体管的源极相连,连接点分别与所述M个电流切换单元的第二输出端相连;所述第一NMOS晶体管的栅极、所述第二NMOS晶体管的栅极、所述第三NMOS晶体管的栅极和所述第四NMOS晶体管的栅极分别作为所述时钟混频器的输入端;所述M个电流切换单元的输入端分别接收所述第一编码,所述M个电流切换单元的接地端均接地。优选的,所述时钟混频器还包括:M+1个尾电流提供单元、第五电阻、第一开关及第二开关;M个尾电流提供单元的一端分别与所述M个电流切换单元的接地端一一对应相连;所述第一开关的一端与所述M个电流切换单元的第一输出端相连;所述第二开关的一端与所述M个电流切换单元的第二输出端相连;所述第一开关的另一端、所述第二开关的另一端、所述第五电阻的一端及另一个尾电流提供单元的一端相连;所述M+1个尾电流提供单元的另一端均接地;所述第五电阻的另一端与所述电源相连。优选的,所述电流切换单元包括:第五NMOS晶体管、第六NMOS晶体管及第七NMOS晶体管;其中:所述第六NMOS晶体管的漏极为所述电流切换单元的第一输出端;所述第七NMOS晶体管的漏极为所述电流切换单元的第二输出端;所述第六NMOS晶体管的源极、所述第七NMOS晶体管的源极及所述第五NMOS晶体管的漏极相连;所述第六NMOS晶体管的栅极及所述第七NMOS晶体管的栅极分别作为所述电流切换单元的两个输入端,接收所述第一编码中两个反向的信号;所述第五NMOS晶体管的源极接地;所述第五NMOS晶体管的栅极接收偏置电压。优选的,所述尾电流提供单元为电流源或者电流漏。优选的,所述多路复用器包括两个选择电路,每个选择电路包括:N个第一NMOS晶体管;其中每两个第一NMOS晶体管的源极相连,栅极分别接收相差180°相位的两个相位时钟,接收相邻相位时钟的第一NMOS晶体管的漏极相连,连接点分别作为所述选择电路的两个输出端;N/2个第二NMOS晶体管;每个所述第二NMOS晶体管的漏极分别与两个第一NMOS晶体管的源极连接点相连,N/2个所述第二NMOS晶体管的源极相连,栅极分别接收所述第二编码;源极接地的第三NMOS晶体管;所述第三NMOS晶体管的栅极接收偏置电压,漏极与所述第二NM本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据时钟恢复电路的相位插值器,其特征在于,与数据时钟恢复电路的控制单元相连,所述相位插值器包括:编码电路;所述编码电路的输入端与所述控制单元相连,用于根据接收的并行时钟对所述控制单元输出的数据控制信号进行采样,生成采样信号,根据接收的采样时钟或者多相位时钟组对所述采样信号进行采样,确定参考数据值;根据所述参考数据值和所述控制单元输出的相位控制信号进行处理,生成第一编码和第二编码;两个多路复用器;每个所述多路复用器的控制端与所述编码电路输出端相连,用于接收并根据所述第二编码,选择接收的N个相位时钟中的两个进行输出;其中,N为大于等于4的偶数;时钟混频器;所述时钟混频器的控制端与所述编码电路输出端相连,所述时钟混频器的输入端与所述多路复用器的输出端相连,所述时钟混频器用于接收并根据所述第一编码,接收所述两个相位时钟进行加权模拟运算之后生成并输出的新相位时钟;两个差分转单端放大器;每个所述差分转单端放大器的输入端与所述时钟混频器的输出端相连,用于将所述时钟混频器输出的小信号放大成全摆幅信号。

【技术特征摘要】
1.一种数据时钟恢复电路的相位插值器,其特征在于,与数据时钟恢复
电路的控制单元相连,所述相位插值器包括:
编码电路;所述编码电路的输入端与所述控制单元相连,用于根据接收
的并行时钟对所述控制单元输出的数据控制信号进行采样,生成采样信号,
根据接收的采样时钟或者多相位时钟组对所述采样信号进行采样,确定参考
数据值;根据所述参考数据值和所述控制单元输出的相位控制信号进行处理,
生成第一编码和第二编码;
两个多路复用器;每个所述多路复用器的控制端与所述编码电路输出端
相连,用于接收并根据所述第二编码,选择接收的N个相位时钟中的两个进
行输出;其中,N为大于等于4的偶数;
时钟混频器;所述时钟混频器的控制端与所述编码电路输出端相连,所
述时钟混频器的输入端与所述多路复用器的输出端相连,所述时钟混频器用
于接收并根据所述第一编码,接收所述两个相位时钟进行加权模拟运算之后
生成并输出的新相位时钟;
两个差分转单端放大器;每个所述差分转单端放大器的输入端与所述时
钟混频器的输出端相连,用于将所述时钟混频器输出的小信号放大成全摆幅
信号。
2.根据权利要求1所述的数据时钟恢复电路的相位插值器,其特征在于,
所述编码电路包括:
第一采样单元,用于根据接收的所述并行时钟对所述控制单元输出的所
述数据控制信号进行采样,生成采样信号;
第二采样单元,用于根据接收的所述采样时钟或者所述多相位时钟组对
所述采样信号进行采样,确定所述参考数据值;
第一延迟单元,用于将所述参考数据值的高三位延迟所述并行时钟的两
个周期,得到高三位延迟值;
判断单元,用于根据所述参考数据值的高三位和所述高三位延迟值进行
逻辑处理,并判断是否跨象限;
第一运算单元,用于根据所述判断单元的判断结果及所述参考数据值的
低四位进行逻辑运算,得到低四位运算值;
第二运算单元,用于根据所述判断单元的判断结果及所述控制单元输出
的所述相位控制信号,得到最低位运算值;
独热码逻辑单元,用于根据所述高三位延迟值进行独热码逻辑处理,生
成所述第二编码;
温度计码逻辑单元,用于根据所述低四位运算值及所述最低位运算值进
行温度计码逻辑处理,生成所述第一编码;其中,所述第一编码的最低位为
根据所述最低位运算值单独编码生成的。
3.根据权利要求2所述的数据时钟恢复电路的相位插值器,其特征在于,
当所述判断单元的判断结果为跨象限时,所述第一运算单元及所述第二运算
单元用于将权重全部移交至交界相位的一边,改变一次相位;所述独热码逻
辑单元用于改变所述第二编码的相位;所述温度计码逻辑单元用于改变所述
第一编码的相位。
4.根据权利要求1所述的数据时钟恢复电路的相位插值器,其特征在于,
所述控制单元输出的所述数据控制信号及所述相位控制信号均为二进制编
码。
5.根据权利要求1所述的数据时钟恢复电路的相位插值器,其特征在于,
所述时钟混频器包括:M个电流切换单元、第三电阻、第四电阻、第一NMOS
晶体管、第二NMOS晶体管、第三NMOS晶体管和第四NMOS晶体管;其
中,M为大于1的自然数;
所述第三电阻的一端和所述第四电阻的一端均与电源相连;
所述第三电阻的另一端、所述第一NMOS晶体管的漏极及所述第三
NMOS晶体管的漏极相连,连接点作为所述时钟混频器的一个输出端;
所述第四电阻的另一端、所述第二NMOS晶体管的漏极及所述第四
NMOS晶体管的漏极相连,连接点作为所述时钟混频器的另一个输出端;
所述第一NMOS晶体管和所述第二NMOS晶体管的源极相连,连接点分
别与所述M个电流切换单元的第一输出端相连;
所述第三NMOS晶体管和所述第四NMOS晶体管的源极相连,连接点分
别与所述M个电流切换单元的第二输出端相连;
所述第一NMOS晶体管的栅极、所述第二NMOS晶体管的栅极、所述第
三NMOS晶体管的栅极和所述第四NMOS晶体管的栅极分别作为所述时钟混
频器的输入端;
所述M个电流切换单元的输入端分别接收所述第一编码,所述M个电流
切换单元的接地端均接地。
6.根据权利要求5所述的数据时钟恢复电路的相位插值器,其特征在于,
所述时钟混频器还包括:M+1个尾电流提供单元、第五电阻、第一开关及第
二开关;
M个尾电流提供单元的一...

【专利技术属性】
技术研发人员:邰连梁夏洪锋徐希任殿升陶成陈峰
申请(专利权)人:龙迅半导体合肥股份有限公司
类型:发明
国别省市:安徽;34

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