[發明專利]一種適用于多點互聯應用場合的高速串行總線采樣系統

有效

• 申請號: 201410364957.4
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104135413B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 張宏波;姜越;柳柱;李長森;宗曉飛;邊遠;嚴賀彪;張特;章宇塵
• 申請（專利權）人: 北京航天自動控制研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L7/033
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及多點互聯串行通信領域，涉及一種適用于多點互聯應用場合的高速串行總線采樣系統，實現主站點與從站點之間的高速碼流采樣。

背景技術

目前，按通信參與節點數量劃分，串行通信可分為多點互聯通信和點對點通信兩種類型。多點互聯通信領域類型包括1553B、CAN總線、485等，這類總線通信速率通常在1MHz以下，由于頻率較低，常采用16X采樣頻率來實現總線采樣。

點對點通信類型包括PCI-E，rapid I/O等，這類總線傳輸速率通常可達1Gbit/s，通信類型屬于全雙工，接收器電路通常采用PLL(鎖相環)從輸入數據流中的數據比特翻轉來生成接收時鐘，當PLL失鎖后，需要重新訓練來再次實現PLL鎖定和正常數據通信，通常PLL再次鎖定時間較長，達us級。

由于點對點通信屬全雙工通信，在傳輸空閑時，發送端通過發送空閑序列來保持PLL同步，基于PLL鎖相方案的采樣方法不會影響點對點通信效率。而在多點互聯應用場合，主、從站點分時驅動數據傳輸通道來完成總線傳輸，也就是說，數據傳輸通道上碼流由不同驅動源分時驅動，每當數據傳輸通道的驅動源發生切換時，由于不同站點碼流頻率和相位的差異，基于PLL鎖相的采樣方案會導致PLL失鎖，需要重新鎖定，而us級鎖定時間對于多點互聯場合的快速響應要求而言是不能接受的。針對多點互聯場合應用，須采用具備響應時間短特點的總線采樣方法。

發明內容

本發明解決的技術問題是：提供一種適用于多點互聯應用場合的高速串行總線采樣系統，滿足在多點互聯高速通信領域，當數據傳輸通道的驅動站點發生切換時，實現高頻串行碼流的快速相位鎖定和采樣需求，從而縮短從站點響應主站點命令的時間。

本發明包括如下技術方案：一種適用于多點互聯應用場合的高速串行總線采樣系統，包括一個主站點和N個從站點；主站點與從站點之間的傳輸通道包括2條時鐘傳輸通道、M條數據傳輸通道，其中，時鐘傳輸通道是單向傳輸的，數據傳輸通道是雙向傳輸的；所述的M、N均為正整數；

所述主站點包括并轉串模塊、數據傳輸通道采樣模塊和鎖相環PLL電路；主站點對主站點本地時鐘信號clk_m進行復制，同時輸出2條同頻的時鐘信號clk_m1和clk_m2至從站點，并使用本地時鐘信號clk_m經主站點并轉串模塊將待發送數據移位輸出至數據傳輸通道，并通過數據傳輸通道將待發送數據輸出至從站點；鎖相環PLL電路對主站點本地時鐘信號clk_m進行3倍頻處理，生成倍頻后的時鐘信號clk_3x_m，作為主站點數據傳輸通道采樣模塊的工作時鐘；

所述從站點包括并轉串模塊、二選一電路A、二選一電路B、鎖相環PLL電路和數據傳輸通道采樣模塊；兩路鎖相環PLL電路分別對接收的時鐘信號clk_m1和clk_m2進行3倍頻，并輸出倍頻后的時鐘信號clk_3x_m1和clk_3x_m2；對接收的時鐘信號clk_m1和clk_m2進行頻率測試，確定符合時鐘頻率閾值要求的一個時鐘，根據頻率測試結果輸出時鐘選擇信號clk_sel至兩個二選一電路，二選一電路A同時接收時鐘信號clk_m1、時鐘信號clk_m2，并根據時鐘選擇信號clk_sel產生選擇后的時鐘信號clk_arb信號，送至從站點本地并轉串模塊；從站點本地并轉串模塊將待發送數據移位輸出至數據傳輸通道，并通過數據傳輸通道將待發送數據輸出至主站點；二選一電路B同時接收時鐘信號clk_3x_m1、時鐘信號clk_3x_m2，并根據時鐘選擇信號clk_sel產生選擇后的時鐘信號clk_3x_arb，送至從站點本地數據傳輸通道采樣模塊；

所述的數據傳輸通道采樣模塊包括M個數據傳輸通道相位鎖定與采樣模塊和1個數據傳輸通道間相位補償模塊；每個數據傳輸通道相位鎖定與采樣模塊接收數據傳輸通道數據碼流line_rx，對該數據碼流進行相位鎖定和采樣，輸出數據傳輸通道相位鎖定信號line_lock和數據傳輸通道接收緩存line_buf至數據傳輸通道間相位補償模塊；數據傳輸通道間相位補償模塊對各條數據傳輸通道上接收到的碼流進行對齊處理，輸出比特寬度為M的數據傳輸通道采樣輸出信號bus_rx_data，以及數據傳輸通道采樣輸出有效信號bus_rx_data_vld；