[發明專利]一種高速并行接口電路

有效

• 申請號: 201110447054.9
• 申請日: 2011-12-28
• 公開（公告）號: CN102522981A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 章睿;劉歡;王智;劉勇
• 申請（專利權）人: 成都三零嘉微電子有限公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 李晶

技術領域

本發明屬于數字通信領域，尤其涉及一種高速并行接口電路。

背景技術

隨著數字通信業務的蓬勃發展導致通信系統對傳輸帶寬提出了更高的挑戰，例如10Gbps高速并行接口在光纖通信、數據交換、網絡通信等方面有著廣泛的應用。高速并行傳輸的瓶頸之一是對數據的有效恢復，數據恢復中主要存在兩個問題：一是當單線傳輸速率越來越快時，相應的每位數據所占的時間窗口不斷減小，導致時鐘很難在數據的有效窗口準確采樣；二是由于并行傳輸的各條數據路徑延遲不同，導致接收端無法有效的同步接收并行傳輸的各路數據。

在現有技術中，高速數據傳輸主要采用時鐘數據恢復的方式進行，即從高速傳輸的數據流中提取出時鐘信息，再用提取出的時鐘來對數據流進行采樣，保證時鐘采樣沿落在有效的采樣窗口內。時鐘數據恢復電路主要由邊沿檢測器、頻率捕獲器、相位跟蹤器和時鐘恢復器組成，首先通過邊沿檢測器檢測數據沿的跳變提取相位信息，然后通過相位提取電路的自振蕩調整時鐘的相位，最后通過時鐘恢復器以監視和調整相位提取電路輸出的時鐘頻率，其中時鐘恢復器由高頻參考時鐘振蕩源、濾波器、鑒相器和分頻器構成，這些都是設計較復雜、對精度要求極高的模擬電路，對集成電路的生產工藝也有特殊的要求，且時鐘數據恢復電路對于突發的數據信號，其大相位的抖動容易導致鎖相環失鎖，鎖相環鎖定時間較長，往往不能滿足快速同步要求。?

發明內容

本發明的目的在于：提供一種高速并行接口電路，旨在解決上述背景技術中存在的問題。

本發明的目的是這樣實現的：

一種高速并行接口電路，包括：

接收數據并整形的LVDS接收模塊；

與LVDS接收模塊連接，在采樣時鐘下對LVDS接收模塊輸出的數據進行采樣并轉換為并行數據的采樣轉換模塊；

與采樣轉換模塊連接，為采樣轉換模塊提供采樣時鐘，并根據采樣轉換模塊輸出的數據調整采樣時鐘至最佳采樣點的位同步模塊；以及

與位同步模塊連接，對位同步模塊輸出的數據進行移位調整的字同步模塊。

所述采樣轉換模塊包括：

在同個采樣時鐘下分別在LVDS接收模塊輸出的數據的上升沿和下降沿進行采樣并存儲的上升沿采樣單元和下降沿采樣單元；以及

與上升沿采樣單元和下降沿采樣單元連接，將上升沿采樣單元和下降沿采樣單元輸出的采樣數據組合成并行數據的采樣組合單元。

所述位同步模塊包括：

產生n個相位的采樣時鐘的DLL鎖相環，所述n為大于1的整數；

與DLL鎖相環連接，從所述n個相位時鐘中選擇一個作為采樣轉換模塊的采樣時鐘的多路選擇器；以及

與采樣轉換模塊和多路選擇器連接，根據采樣轉換模塊輸出的數據與預設的基準數據的比較結果，控制多路選擇器相應地調整輸出的相位時鐘，直至輸出的相位時鐘為最佳采樣點的采樣時鐘調整模塊。

所述DLL鎖相環基于源同步時鐘信號產生n個相位的采樣時鐘。

所述n為16。

所述采樣時鐘調整模塊檢測接收數據的跳變沿，在數據發生跳變沿時，控制多路選擇器以每次1/n的精度調整輸出的采樣時鐘的相位，并計算接收數據變化至中間沿的移相次數counter1和接收數據變化至左邊沿的移相次數counter2，以及計算并存儲采樣時鐘移相位(counter1+counter2)/2；所述多路選擇器根據所述采樣時鐘移相位輸出最佳采樣點。

所述字同步模塊包括移位計算單元和異步FIFO單元，所述移位計算單元用于在訓練階段基于預設的同步字對接收到的非同步字數據進行移位調整，計算并存儲移位數，以及在正常數據傳輸階段按照所存移位數對數據進行移位，并將移位調整后的數據寫入異步FIFO單元。

所述移位計算單元還用于在完成移位并計算出移位數后產生WrdRdy信號；對所述異步FIFO單元的讀信號在各通道的移位計算單元均已產生WrdRdy信號，并且所有的WrdRdy信號均有效時有效。

所述對各通道的WrdRdy信號進行邏輯與處理得到AllRdy信號，當AllRdy有效且同步字到來時將數據存入所述異步FIFO單元中；對于所述異步FIFO單元的讀信號在AllRdy有效至少一個時鐘周期后有效。

本發明的突出優點是：本發明采用純數字的采樣時鐘相位調整和字調整方式對源同步數據進行準確采樣和恢復，通過對訓練數據采樣時鐘相位的計算反饋輸出到采樣時鐘的多路選擇器來改變采樣時鐘的相位，從而使時鐘采樣發生在數據有效窗口的中央，并且能夠不受外界溫度、濕度、干擾等的影響。