自動(dòng)反饋調(diào)節(jié)時(shí)鐘恢復(fù)電路設(shè)計(jì)

0 引言
信息技術(shù)的迅猛發(fā)展使得人們對(duì)數(shù)據(jù)傳輸交換的速度要求越來(lái)越高，因此，各種高速接口總線規(guī)范應(yīng)運(yùn)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(shí)鐘與多位數(shù)據(jù)并行傳輸?shù)姆绞?，這在當(dāng)時(shí)數(shù)據(jù)率相對(duì)比較低的情況下，可以達(dá)到很好的效果，然而，隨著數(shù)據(jù)傳輸率的越來(lái)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(shí)鐘畸變和路徑延時(shí)，使得到達(dá)接收端的數(shù)據(jù)位之間的數(shù)據(jù)與時(shí)鐘之間難以對(duì)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(lái)越顯露出它的優(yōu)勢(shì)來(lái)。高速串行總線多采用嵌入式時(shí)鐘來(lái)獲得上G的帶寬，并通過(guò)接收方的時(shí)鐘恢復(fù)電路從接收的數(shù)據(jù)里恢復(fù)出同步時(shí)鐘，實(shí)際應(yīng)用中，通常有兩種方法：
第一種是時(shí)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(lái)調(diào)整本地PLL或DLL電路的時(shí)鐘輸出相位，或根據(jù)本地時(shí)鐘相位來(lái)調(diào)整接收到的數(shù)據(jù)的相位的方法來(lái)達(dá)到數(shù)據(jù)與時(shí)鐘的同步，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行l(wèi)：1同步采樣；
第二種是過(guò)采樣技術(shù)，這種方法是在接收端用一個(gè)高速的時(shí)鐘對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)采樣，一般來(lái)說(shuō)，這個(gè)高速時(shí)鐘的頻率是原發(fā)送端時(shí)鐘的3倍以上，這樣過(guò)采樣后的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)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(shí)際需要的比特信息。
這兩種方法各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，其中CDR方法由于不需要多倍于系統(tǒng)時(shí)鐘的采樣時(shí)鐘，因而系統(tǒng)功耗比較小，數(shù)字電路邏輯比較簡(jiǎn)單，然而模擬模塊設(shè)計(jì)復(fù)雜，數(shù)據(jù)同步所需時(shí)間比較長(zhǎng)。相對(duì)于CDR來(lái)說(shuō)，過(guò)采樣技術(shù)數(shù)據(jù)恢復(fù)速度快，模擬電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，但是，數(shù)據(jù)后繼處理電路相對(duì)復(fù)雜，功耗也較大。那么，有沒(méi)有什么方法可以綜合這兩種方法的優(yōu)點(diǎn)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(jì)
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(lái)使本地時(shí)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(shí)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(hào)的跳變沿存在嚴(yán)重的抖動(dòng)和偏移，這樣，接收端就必然需要一個(gè)本地時(shí)鐘和異步數(shù)據(jù)同步的過(guò)程，本文采用的方法就是把輸入信號(hào)通過(guò)PLL鎖定延時(shí)器件的時(shí)延特性，將數(shù)據(jù)分為三路，每一路比上一路延時(shí)四分之一個(gè)時(shí)鐘周期，然后使此三路信號(hào)分別被本地時(shí)鐘采樣并比較，以從中得出中路信號(hào)與本地時(shí)鐘相位之間的延時(shí)是超前還是滯后，之后再將超前滯后信息經(jīng)過(guò)譯碼邏輯變?yōu)橐淮?比特的控制信號(hào)給延時(shí)邏輯來(lái)調(diào)整時(shí)延，最終使數(shù)據(jù)與本地時(shí)鐘同步。