專利名稱：利用相位域和時域進行時鐘信號的微調(diào)與對準的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種利用相位域和時域微調(diào)與對準時鐘信號的裝置及方法，特別是一種可適用于電子裝置的利用相位域與時域共同控制與調(diào)整時鐘相位對準(鎖定)的裝置與方法。
背景技術(shù)：
請參閱圖1，其為一種現(xiàn)有的延遲對準追蹤回路(Delay-locked Loop，DLL)中利用相位域進行時鐘相位對準的架構(gòu)的方框圖。該延遲鎖定追蹤回路(DLL)包括一相位內(nèi)插校正單元100、一鑒相器102與一控制器104。相位內(nèi)插校正單元100用于接收輸入信號(未圖示)，并且在相位域中根據(jù)一參考信號校正輸入信號的相位，接著鑒相器102偵測來自相位內(nèi)插校正單元100的反饋信號與參考信號之間的相位差。之后，控制器104接收鑒相器102的偵測結(jié)果，并且在相位域中以角度大小來控制相位內(nèi)插校正單元100。相位內(nèi)插校正單元100必須重復(fù)地調(diào)整反饋信號的相位，使反饋信號的相位逐漸趨近于參考信號的相位，其根據(jù)來自控制器104的控制信號，對反饋信號的相位作內(nèi)插運算，直至反饋信號的相位與參考信號的相位對準。
然而，由于反饋信號的相位與參考信號的相位之間的對準是利用相位域的內(nèi)插計算來達成的，所以相位內(nèi)插校正單元100將會導(dǎo)致較大的功率消耗量。其原因在于內(nèi)插計算是將信號進行復(fù)雜的電流信號轉(zhuǎn)換，才能使反饋信號逐次內(nèi)插而趨近參考信號，特別是當(dāng)轉(zhuǎn)換形成的電流信號相當(dāng)小時，必須另外設(shè)計電路來放大此一小電流信號，所以需要增加額外的電路面積，以致于電路的布局更加復(fù)雜，使得時鐘來源同步機制的成本大幅提高。
此外，現(xiàn)有的時鐘來源同步機制使用模擬式的鎖相回路(Phase-lockedLoop，PLL)架構(gòu)，但是該鎖相回路(PLL)占用較大的電路面積，容易產(chǎn)生噪聲，而且當(dāng)電路的制程轉(zhuǎn)換時，鎖相回路(PLL)必須重新設(shè)計，給電路制程帶來不穩(wěn)定因素。
據(jù)此，現(xiàn)有的延遲鎖定追蹤回路(DLL)在相位域作內(nèi)插運算，而無法滿足不同的時鐘同步來源的需求。而且在時鐘同步機制完全使用模擬式的鎖相回路(PLL)容易受限于噪聲以及電路面積過大的問題，因此需要一種新式的延遲鎖定追蹤回路(DLL)，以適用于各種時鐘同步來源的應(yīng)用，使得在電子裝置中，該時鐘同步機制的反饋信號相位可以精確對準參考信號相位，以降低生產(chǎn)成本并提高執(zhí)行效率。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的在于提供一種利用相位域與時域進行時鐘信號微調(diào)與對準的裝置及方法，其適用于時鐘來源同步機制，藉由初步調(diào)整參考信號與反饋信號之間的相位差，以于相位域中快速地選取參考信號所在的一相位間距，其中這些相位域涵蓋一預(yù)定的相位角度，例如360度。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用相位域與時域進行時鐘信號微調(diào)與對準的裝置及方法，藉由設(shè)置于時域的可編程時間延遲電路，以精確地將反饋信號的相位與參考信號的相位對準，使得以時域的架構(gòu)可有效節(jié)省電子裝置的功率消耗量。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種利用相位域與時域進行時鐘信號微調(diào)與對準的裝置，藉由數(shù)字化的延遲鎖定追蹤回路來實現(xiàn)裝置的架構(gòu)，以避免電子裝置于制程中所產(chǎn)生的不良影響。
根據(jù)上述目的，本發(fā)明提出一種利用相位域與時域進行時鐘信號微調(diào)與對準的裝置及方法。該對準裝置包括一初級校正單元、一第一微調(diào)單元、一第二微調(diào)單元、一鑒相器與一控制單元。該初級校正單元用以產(chǎn)生若干個輸出信號，該若干個輸出信號彼此間具有相等的相位間距，其中每一相位間距等于一預(yù)設(shè)相位角度除以輸出信號的總數(shù)的角度值。該第一微調(diào)校正單元連接于初級校正單元，利用耦接于該第一微調(diào)校正單元的一可編程化延遲電路，以將其中一輸出信號延遲一段時間，藉由調(diào)整與該輸出信號相關(guān)聯(lián)的反饋信號的相位，使該反饋信號的相位趨近于一參考信號的相位。
該鑒相器連接于該第一微調(diào)校正單元，用以偵測該參考信號與該反饋信號之間的相位差值，并且輸出一指示信號，以指示該參考信號與該反饋信號之間的相位差值。該控制單元連接于該初級校正單元、第一微調(diào)校正單元以及鑒相器，用以控制該初級校正單元以及該第一微調(diào)校正單元，藉由來自該鑒相器的指示信號，使得該反饋信號的相位與該參考信號的相位對準。
本發(fā)明利用相位域以及時域的雙重回路來對準反饋信號與參考信號之間的時鐘相位。在初級校正單元的相位域中，藉由初步地調(diào)整反饋信號距離參考信號的相位差值，以快速地在相位域中選取參考信號所在的相位間距，由于預(yù)定的相位角度涵蓋整個相位域，故可找出參考信號所在的一相位間距，亦即標(biāo)定出參考信號在相位域中的初級位置，使反饋信號可趨近于該參考信號。在第一微調(diào)校正單元的時域中，利用時域中的可編程的延遲電路使反饋信號精確地趨近于參考信號，由于是以時域的時間延遲電路進行逼近，因此當(dāng)電子裝置使用本發(fā)明的時鐘信號對準裝置將可減少電子裝置的功率消耗量。而且，本發(fā)明的時鐘信號對準裝置的組件是以數(shù)字化合成工具軟件來設(shè)計，故可有效減少電路的面積。
執(zhí)行本發(fā)明的方法步驟時，首先在一初級校正單元中形成若干個輸出信號，且該若干個輸出信號彼此間具有相等的相位間距，其中每一相位間距等于一預(yù)設(shè)相位角度除以輸出信號的總數(shù)的角度值，且相位間距位于相位域中。接著利用位于時域的可編程延遲裝置，將來自第一微調(diào)校正單元的輸出信號進行時間延遲處理，以調(diào)整反饋信號的相位至一參考信號的相位。然后利用鑒相器偵測該參考信號與該反饋信號之間的相位差值，用以輸出對應(yīng)于該相位差值的指示信號。最后以控制單元控制該初級校正單元以及該第一微調(diào)校正單元，藉由來自該鑒相器的指示信號，使得該反饋信號的相位對準該參考信號的相位。
本發(fā)明的裝置另包括一旋角偵測器，當(dāng)該反饋信號的相位無法對準該參考信號的相位時，該旋角偵測器可快速地調(diào)整該反饋信號與參考信號之間的相位差。該旋角偵測器包括一旋角控制單元、一微調(diào)校正單元與一鑒相器。該旋角控制單元、微調(diào)校正單元與鑒相器形成一旋角偵測回路，用以偵測并修正存在于該反饋信號與參考信號之間的相位差。該旋角偵測器可藉由添加一等量相位值來補償該反饋信號與參考信號之間的相位差。
本發(fā)明的優(yōu)點包括(a)通過快速地在相位域中選取參考信號所在的相位間距，可以初步調(diào)整參考信號與反饋信號之間的相位差；(b)利用時域中的可編程延遲電路使反饋信號精確地趨近于參考信號，以減少電子裝置的功率消耗量；(c)當(dāng)參考信號與反饋信號無法對準時，可快速地調(diào)整其間的相位差值；(d)藉由數(shù)字化的延遲鎖定追蹤回路來實現(xiàn)對準裝置的架構(gòu)，以避免電子裝置因制程所產(chǎn)生的不良影響；(e)在初級校正單元使用倍頻架構(gòu)，以減少電路所占用的面積。

圖1為一現(xiàn)有延遲鎖定追蹤回路中利用相位域進行時鐘相位對準的架構(gòu)的方框圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的一實施例利用相位域和時域?qū)什⑽⒄{(diào)時鐘信號的裝置的詳細方框圖。
圖3A及3B為圖2中初級校正單元的倍頻信號的時序圖。
圖4A及4B圖為圖2中初級校正單元的若干個輸出信號的時序圖。
圖5A為本發(fā)明一實施例中參考信號和反饋信號在相位域中的示意圖，其中該參考信號與該反饋信號的相位是位于一360度范圍的相位域中，且該相位域設(shè)有若干個相位間距。
圖5B為本發(fā)明一實施例中位于同一相位間距內(nèi)的參考信號與反饋信號在時域中的示意圖。
圖6為本發(fā)明一實施例中旋角偵測器的詳細方框圖。
圖7A為一相位域示意圖，用以指示位于360度范圍相位域中的參考信號與反饋信號的相位差。
圖7B為一時域示意圖，用以指示參考信號與反饋信號之間的等量時間延遲長度。
圖8為根據(jù)本發(fā)明的一實施例利用相位域和時域?qū)什⑽⒄{(diào)時鐘信號的方法的流程圖。
具體實施方式本發(fā)明提供一種利用相位域與時域進行時鐘信號的微調(diào)與對準的裝置及方法，該裝置及方法適用于時鐘來源同步機制。當(dāng)反饋信號未對準參考信號時，在相位域中選取一相位間距以初步調(diào)整參考信號與反饋信號之間的相位差，其中該相位域涵蓋一預(yù)定的相位角度，例如360度。本發(fā)明的時鐘信號對準裝置及其對準方法，藉由設(shè)置于時域的可編程時間延遲電路，以精確地將反饋信號的相位對準至參考信號的相位，使得以時域的架構(gòu)來有效節(jié)省電子裝置的功率消耗量。另外，該裝置利用一旋角偵測器，當(dāng)反饋信號與參考信號無法同步時，該旋角偵測器調(diào)整反饋信號的相位使其與參考信號對準。本發(fā)明的時鐘信號對準裝置可用于電子裝置的時鐘來源同步機制，電子裝置例如可以是南橋(South Bridge)、北橋(North Bridge)架構(gòu)，或是中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)，也適用于其它時鐘同步機制。
請參閱圖2，其為本發(fā)明一實施例中利用相位域和時域進行時鐘信號微調(diào)與對準的裝置的詳細方框圖。該時鐘信號對準裝置包括一初級校正單元(Coarse Calibration Unit)200、一第一微調(diào)校正單元(First FineCalibration Unit)202、一鑒相器(Phase Detector)204以及一控制單元206。初級校正單元200用以產(chǎn)生若干個輸出信號，這些輸出信號之間具有相等的相位間距，其中每一相位間距等于一預(yù)設(shè)相位角度除以輸出信號的總數(shù)的角度值，例如該預(yù)設(shè)相位角度可為360度。第一微調(diào)校正單元202連接于初級校正單元200，其利用耦接于該第一微調(diào)校正單元202的可編程時間延遲電路208，以將其中一輸出信號延遲一段時間，藉由調(diào)整與該輸出信號相關(guān)聯(lián)的反饋信號的相位，使該反饋信號的相位趨近于一參考信號的相位。在本發(fā)明的較佳實施例中，該相位間距的角度可為固定值或可變值，所有相位間距的角度和可涵蓋整個預(yù)設(shè)的相位角度或是僅涵蓋一部份的預(yù)設(shè)相位角度。
鑒相器204連接于該第一微調(diào)校正單元202，用以偵測該參考信號與該反饋信號之間的相位差值，并且輸出一指示信號，以指示相對應(yīng)于該參考信號與該反饋信號之間的相位差值?？刂茊卧?06連接于該初級校正單元200、第一微調(diào)校正單元202與鑒相器204，用以控制初級校正單元200與第一微調(diào)校正單元202，藉由來自該鑒相器204的指示信號，使得該反饋信號的相位對準該參考信號的相位。
初級校正單元200包括一鎖相回路210、一分頻器(Frequency Divider)212與一多工器214。鎖相回路210產(chǎn)生若干個倍頻信號，分頻器212連接于鎖相回路210，以對倍頻信號除頻，形成若干個輸出信號，在本發(fā)明的較佳實施例中，鎖相回路210例如可為存在于電子裝置中的電路。多工器214連接于分頻器212與控制單元206，用以根據(jù)來自控制單元206的控制信號選取一輸出信號輸出至第一微調(diào)校正單元202。
在本發(fā)明的一實施例中，第一微調(diào)校正單元202與鑒相器204之間連接有一第二微調(diào)校正單元216，其用以內(nèi)插運算來自第一微調(diào)校正單元202的信號，以改善第一微調(diào)校正單元202的輸出信號的精確度。在本發(fā)明的一實施例中，第一微調(diào)校正單元202與鑒相器204之間連接有一時鐘系列單元(Clock Tree Unit)218，其用以放大來自第二微調(diào)校正單元216的反饋信號。在本發(fā)明的較佳實施例中，設(shè)置于鑒相器204與控制單元206之間的積分單元(Integrator)220用于對來自鑒相器204的指示信號作積分，以改善信號的穩(wěn)定性。
本發(fā)明所提供的時鐘信號對準裝置還包括一旋角偵測器222，其用以偵測存在于該反饋信號與參考信號之間的相位差，且當(dāng)該反饋信號的相位無法對準該參考信號的相位時，該旋角偵測器可快速地調(diào)整該反饋信號的相位以使其對準參考信號。該旋角偵測器222的詳細結(jié)構(gòu)容后詳述。
請參閱圖3A及3B，其為圖2中初級校正單元200的倍頻信號的時序示意圖。在此實施例中，例如可利用兩倍頻的鎖相回路產(chǎn)生4個不同相位的信號，如圖3A所示。接著如圖3B所示，利用分頻器212對此4個不同相位的信號在預(yù)設(shè)的相位角度中作除頻處理，以產(chǎn)生8個不同的單倍頻輸出信號。這些不同的輸出信號在相位域而劃分出若干個角度范圍(或稱相位間距，例如0-45度，45-90度等)，如圖5A所示。該些輸出信號可以作為初始的反饋信號來與參考信號進行比較。顯然，參考信號的相位必然會落入由相位相鄰的兩輸出信號所形成的某一相位間距內(nèi)。在本發(fā)明的較佳實施例中，這些單倍頻輸出信號是利用延遲鎖相回路產(chǎn)生器形成的。延遲鎖相回路產(chǎn)生器的詳細內(nèi)容可參考本發(fā)明的申請人于2004年2月26日申請的美國第10/708,373號專利申請案。由以上可知，初級校正單元200在相位域中選取參考信號所落入的一相位間距，從而初步調(diào)整參考信號與反饋信號之間的相位差，該相位域涵蓋一預(yù)設(shè)的相位角度，例如360度。
請參閱圖4A及4B，其為圖2中初級校正單元200的若干個輸出信號的時序示意圖。在涵蓋預(yù)設(shè)相位角度的相位間距中調(diào)整反饋信號，并且在初級校正單元200選取調(diào)整過后的反饋信號作為第一微調(diào)校正單元202的輸入信號。初級校正單元200在相位域的度量單位為角度。在圖4A中，來自初級校正單元200的其中一個輸出信號被選為反饋信號，然后利用控制單元206給反饋信號增加一個相位間距，例如45度。不斷地比對新產(chǎn)生的反饋信號與參考信號之間的相位差值，直到參考信號的相位相對于反饋信號由領(lǐng)先狀態(tài)改變成落后狀態(tài)。
在圖4B中，來自初級校正單元200的其中一個輸出信號被選為反饋信號，然后利用控制單元206給該反饋信號增加一個相位間距，例如45度。不斷地比對該新產(chǎn)生的反饋信號與參考信號之間的相位差值，直至參考信號的相位由領(lǐng)先狀態(tài)改變成鎖定(對準)狀態(tài)。換言之，參考信號相對于不斷改變的反饋信號而言，始終位于領(lǐng)先狀態(tài)與落后狀態(tài)，或是位于領(lǐng)先狀態(tài)與鎖定狀態(tài)之間。在本發(fā)明中，控制單元206通過調(diào)整初級校正單元200的不同的輸出信號能夠識別出參考信號所在的相位間距，進而可以選擇其中的一個輸出信號由初級校正單元200輸出至第一微調(diào)校正單元202。在一實施例中，于初級校正單元200中，參考信號與反饋信號之間的相位比較結(jié)果例如可以利用正反器(Flip-Flop)以及延遲電路來實現(xiàn)。
請參閱圖5A，其為本發(fā)明的一實施例中參考信號與反饋信號在相位域中的關(guān)系示意圖，其中該參考信號以及反饋信號的相位位于360度相位域中，且該相位域被劃分為8個以45度為間隔的相位間距。圖5B為本發(fā)明一實施例中位于某一相位間距中的參考信號和反饋信號在時域中的關(guān)系示意圖。
在圖5A所示的實施例中，參考信號位于180-270度的相位間距之中。由于預(yù)定相位角度是連續(xù)的角度，所以控制單元206可偵測出參考信號在相位域中的任何位置。
在圖5B中，用時域表示參考信號所在的相位間距，位于相位間距中的參考信號在該時域中是以時間延遲長度來衡量的，該時間延遲長度是相對于領(lǐng)先于參考信號的反饋信號而言的，其由一可編程電路產(chǎn)生。根據(jù)參考信號在相位域中的位置可以對應(yīng)出其在時域中的位置，因此可以在時域中精確地調(diào)整反饋信號使其對準參考信號。
本發(fā)明利用相位域以及時域的雙重回路來對準反饋信號與參考信號之間的時鐘相位。在初級校正單元的相位域中，藉由初步地調(diào)整反饋信號距離參考信號的相位差值，以快速地在相位域中選取參考信號所在的相位間距，由于預(yù)設(shè)的相位角度涵蓋整個相位域，故一定可以選取出參考信號所在的相位間距。在第一微調(diào)校正單元的時域中，利用時域中的可編程延遲電路使反饋信號精確地趨近于參考信號，由于是以時域的時間延遲電路進行逼近，因此當(dāng)電子裝置使用本發(fā)明的時鐘信號對準裝置將可減少電子裝置的功率消耗量。而且，本發(fā)明的時鐘相信號對準裝置的組件是以數(shù)字化合成工具軟件來設(shè)計，故可有效減少電路的面積。
在本發(fā)明的一實施例中，該時間延遲長度至少為該參考信號的周期的1/N倍，且N為該些輸出信號的總數(shù)。在本發(fā)明的較佳實施例中，該時間延遲長度例如可以設(shè)為該參考信號的周期的1.5/N倍或是2.0/N倍。
圖6為旋角偵測器222的詳細組件方框圖。該旋角偵測器包括一旋角控制單元610、一微調(diào)校正單元620與一鑒相器630。該旋角控制單元610、微調(diào)校正單元620與鑒相器630形成一旋角偵測回路，用以偵測并修正存在于該反饋信號與參考信號之間的相位差。旋角控制單元610接收來自控制單元206的控制信號并發(fā)出一旋角控制信號給微調(diào)校正單元620。微調(diào)校正單元620根據(jù)該旋角控制信號來決定時間延遲的初始數(shù)量，并將該時間延遲轉(zhuǎn)換為一等量相位值，用以補償該反饋信號與參考信號之間的相位差。該等量相位值是以若干個單位相位差值來表示，例如NΔθ。請注意該單位相位差值Δθ可為固定值或可變值。微調(diào)校正單元620將該等量相位值添加至該反饋信號，并且傳送調(diào)整后的反饋信號至鑒相器630。鑒相器630將調(diào)整后的反饋信號與參考信號相比較，以判斷調(diào)整后的反饋信號是否與參考信號對準。若該調(diào)整后的反饋信號已鎖定(對準)參考信號，鑒相器630將發(fā)出一鎖定信號至旋角控制單元610，用以報告根據(jù)反饋信號與參考信號之間的相位差而產(chǎn)生的等量相位值。在接收到該鎖定信號后，旋角控制單元610會發(fā)出一旋角偵測結(jié)果給控制單元206，用以報告根據(jù)反饋信號與參考信號之間的相位差而產(chǎn)生的等量相位值。此時控制單元206則會發(fā)出一控制信號給第一微調(diào)校正單元202用以調(diào)整該反饋信號使其對準該參考信號。若該反饋信號與該參考信號之間存在有相位差值，則由旋角控制單元610、微調(diào)校正單元620與鑒相器630所形成的旋角偵測回路將持續(xù)地偵測并不斷調(diào)整該反饋信號，直至其鎖定參考信號。
請參閱圖7A，其為一相位域示意圖，用以指示位于360度范圍相位域中的參考信號與反饋信號的相位差。圖7B則為一時域示意圖，用以指示時域下參考信號與反饋信號之間的等量時間延遲長度。在圖7A中，由于該反饋信號領(lǐng)先該參考信號一相位差，故該旋角偵測回路會偵測到并測量該相位差，并以一等量相位值去補償該相位差。當(dāng)該該反饋信號鎖定該參考信號時，旋角偵測器222將報告該旋角偵測結(jié)果給控制單元206?？刂茊卧?06根據(jù)該旋角偵測結(jié)果控制第一微調(diào)校正單元202去調(diào)整該反饋信號以對準該參考信號。如圖7B中所示，該反饋信號領(lǐng)先該參考信號一時間延遲長度，該時間延遲長度對應(yīng)于由旋角偵測器222偵測所得的一等量相位值。該反饋信號會被根據(jù)該旋角偵測結(jié)果來調(diào)整，以修正該時間延遲長度。請注意該等量相位值或該時間延遲長度可為一正數(shù)值或一負數(shù)值，其依據(jù)該反饋信號是領(lǐng)先或落后該參考信號而定。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的對準與微調(diào)時鐘信號的相位域與時域的方法流程圖。首先，步驟S802進行初始化該延遲鎖定追蹤回路。在步驟S804中，于一初級校正單元中形成若干個輸出信號，該些輸出信號之間彼此具有一相位間距，其中每一相位間距等于一預(yù)設(shè)相位角度除以輸出信號的總數(shù)的角度值，例如該預(yù)設(shè)相位角度可為360度，且相位間距位于相位域中。并且一參考信號會被一鑒相器所接收。
在步驟S806中，將該反饋信號的相位按照相位間距逐漸地由0度遞增至360度或是由360度遞減至0度，如圖5所示。然后一控制單元重復(fù)地比較每個反饋信號與參考信號的相位，在該反饋信號的相位逐漸增加的過程中，該控制單元會記錄下來自該鑒相器的參考信號與反饋信號之間的比較結(jié)果。當(dāng)比較結(jié)果由領(lǐng)先狀態(tài)改變成落后狀態(tài)或是由領(lǐng)先狀態(tài)改變成鎖定狀態(tài)時，由相位間距中選取該反饋信號，并且將該初級校正單元的輸出信號傳送至一第一微調(diào)校正單元。在本發(fā)明的較佳實施例中，當(dāng)獲知參考信號與反饋信號之間的比較結(jié)果的后，接著將反饋信號的相位減去一相位間距，以于相位間距中選取領(lǐng)先參考信號的輸出信號作為反饋信號，如步驟S814所示。
在步驟S808中，利用一位于時域的可編程化延遲電路，將來自第一微調(diào)校正單元的輸出信號進行時間延遲處理，以調(diào)整該反饋信號的相位去對準參考信號的相位。在步驟S808中，當(dāng)該反饋信號的相位領(lǐng)先該參考信號的相位，將一時間延遲長度加入至該反饋信號，使該反饋信號趨近于該參考信號，其中該時間延遲長度是由該可編程化延遲電路產(chǎn)生。本領(lǐng)域的一般技藝人士應(yīng)了解時間延遲長度可以對應(yīng)于相位域的順時針或逆時針方向加入至該反饋信號。當(dāng)該反饋信號的相位落后該參考信號的相位，將該反饋信號減少一時間延遲長度，使該反饋信號趨近于該參考信號。當(dāng)該反饋信號的相位與該參考信號的相位為鎖定狀態(tài)，則保持該時間延遲長度不變，使該反饋信號的相位維持不變。
在步驟S810中，利用該鑒相器偵測該參考信號與該反饋信號之間的相位差值，用以輸出對應(yīng)于該相位差值的一指示信號。最后在步驟S812中，該控制單元控制初級校正單元與第一微調(diào)校正單元，藉由來自該鑒相器的指示信號，使得該反饋信號的相位對準該參考信號的相位。
在步驟S812之后，持續(xù)追蹤該反饋信號與該參考信號之間的對準狀態(tài)，如步驟S816所示。在步驟S816中，當(dāng)該反饋信號的相位領(lǐng)先該參考信號的相位時，將一時間延遲長度加入至該反饋信號，使該反饋信號趨近于該參考信號。當(dāng)該反饋信號的相位落后該參考信號的相位時，將該反饋信號的相位減去一時間延遲長度。當(dāng)該反饋信號的相位鎖定該參考信號的相位時，則保持時間延遲長度不變，使該反饋信號的相位維持不變。
在步驟S818中，若因該參考信號漂移而離開原先該第一微調(diào)校正單元中的一相位間距邊界，使該反饋信號無法對準該參考信號時，一旋角偵測器會將該反饋信號從時域轉(zhuǎn)換為相位域。此時，介于該反饋信號與參考信號之間的相位差，會以添加一時間延遲數(shù)量的方式來加以補償，其中該時間延遲數(shù)量等同于該相位差值。
在本發(fā)明的一實施例中，當(dāng)可編程延遲電路添加至反饋信號的延遲長度大于一臨界邊界值時，可以持續(xù)追蹤該參考信號與反饋信號的對準狀態(tài)。當(dāng)可編程延遲電路添加至該反饋信號的延遲長度小于一臨界邊界值時，該反饋信號將被減去一相位間距。在減去該相位間距后，該反饋信號將領(lǐng)先該參考信號。
本發(fā)明的優(yōu)點包括(a)通過快速地在相位域中選取參考信號所在的相位間距，可以初步調(diào)整參考信號與反饋信號之間的相位差；(b)利用時域中的可編程延遲電路使反饋信號精確地趨近于參考信號，以減少電子裝置的功率消耗量；(c)當(dāng)參考信號與反饋信號無法對準時，可快速地調(diào)整其間的相位差值；(d)藉由數(shù)字化的延遲鎖定追蹤回路來實現(xiàn)對準裝置的架構(gòu)，以避免電子裝置因制程所產(chǎn)生的不良影響；(e)在初級校正單元使用倍頻架構(gòu)，以減少電路所占用的面積。
綜上所述，雖然本發(fā)明僅以一些特定實施例揭露如上，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。倘若對本發(fā)明的修改屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種時鐘信號的微調(diào)與對準裝置，其特征在于，該裝置包括一初級校正單元，用以產(chǎn)生若干個輸出信號，該些輸出信號彼此之間具有相位間距，其中每一相位間距等于一預(yù)設(shè)相位角度除以該些輸出信號的總數(shù)的角度值；一第一微調(diào)校正單元，連接于該初級校正單元，其利用一可編程延遲電路將其中一輸出信號延遲，用以調(diào)整與該輸出信號相關(guān)聯(lián)的一反饋信號的相位，使該反饋信號的相位趨近于一參考信號的相位；一鑒相器，連接于該第一微調(diào)校正單元，用以偵測該參考信號與該反饋信號之間的相位差，并且輸出一對應(yīng)于該參考信號與該反饋信號之間的相位差的指示信號；一控制單元，用以控制該初級校正單元以及該第一微調(diào)校正單元，其根據(jù)來自該鑒相器的指示信號使得該反饋信號的相位對準至該參考信號的相位；以及一旋角偵測器，用以接收來自該控制單元的一控制信號，當(dāng)該反饋信號無法對準該參考信號時，其用以補償該反饋信號。
2.如權(quán)利要求1所述的時鐘信號的微調(diào)與對準裝置，其特征在于所述初級校正單元包括一鎖相裝置，用以產(chǎn)生若干個倍頻信號；一分頻器，連接于該鎖相裝置，用以對該些倍頻信號進行分頻，以形成所述輸出信號；以及一多工器，連接于該分頻器與該控制單元，用以選擇一輸出信號并且根據(jù)來自該控制單元的一控制信號將該輸出信號傳送至該第一微調(diào)校正單元。
3.如權(quán)利要求1所述的時鐘信號的微調(diào)與對準裝置，其特征在于所述初級校正單元位于相位域中且以角度大小作為相位度量單位。
4.如權(quán)利要求1所述的時鐘信號的微調(diào)與對準裝置，其特征在于所述初級校正單元對該反饋信號作初步校正，該反饋信號的相位位于該些相位間距之中且該預(yù)設(shè)相位角度由該些相位間距所涵蓋，并且以經(jīng)過初級校正的反饋信號作為該第一微調(diào)校正單元的輸入信號。
5.如權(quán)利要求1所述的時鐘信號的微調(diào)與對準裝置，其特征在于所述第一微調(diào)校正單元以時間延遲長度的大小作為度量單位，且該時間延遲長度由位于時域的可編程延遲電路產(chǎn)生。
6.如權(quán)利要求5所述的時鐘信號的微調(diào)與對準裝置，其特征在于所述時間延遲長度至少為該參考信號周期的1/N倍，其中N為該些輸出信號的總數(shù)。
7.如權(quán)利要求5所述的時鐘信號的微調(diào)與對準裝置，其特征在于所述時間延遲長度至少為該參考信號周期的1.5/N倍，其中N為該些輸出信號的總數(shù)。
8.如權(quán)利要求5所述的時鐘信號的微調(diào)與對準裝置，其特征在于所述時間延遲長度至少為該參考信號周期的2.0/N倍，其中N為該些輸出信號的總數(shù)。
9.如權(quán)利要求1所述的時鐘信號的微調(diào)與對準裝置，其特征在于該裝置還包括一第二微調(diào)校正單元，其連接于第一微調(diào)校正單元與鑒相器，用以對來自該第一微調(diào)校正單元的信號進行內(nèi)插運算。
10.如權(quán)利要求1所述的時鐘信號的微調(diào)與對準裝置，其特征在于所述旋角偵測器包括一旋角控制單元，耦接于該控制單元，用以接收來自該控制單元的控制信號，并發(fā)出一旋角控制信號；一第三微調(diào)校正單元，其根據(jù)該旋角控制信號決定一時間延遲量，并將該時間延遲量轉(zhuǎn)換為一等量相位值，用以補償該反饋信號與參考信號之間的相位差；以及一鑒相器，用以將該反饋信號與該參考信號進行比較，以判斷該反饋信號是否對準該參考信號。
11.如權(quán)利要求1所述的時鐘信號的微調(diào)與對準裝置，其特征在于該些相位間距為固定的相位間距。
12.如權(quán)利要求1所述的時鐘信號的微調(diào)與對準裝置，其特征在于該些相位間距為可變的相位間距。
13.如權(quán)利要求1所述的時鐘信號的微調(diào)與對準裝置，其特征在于該預(yù)設(shè)相位角度為360度。
14.如權(quán)利要求13所述的時鐘信號的微調(diào)與對準裝置，其特征在于所述的位于該些輸出信號之間的該些相位間距涵蓋該全部預(yù)設(shè)相位角度。
15.如權(quán)利要求13所述的時鐘信號的微調(diào)與對準裝置，其特征在于所述的位于該些輸出信號之間的該些相位間距只涵蓋一部分預(yù)設(shè)相位角度。
16.一種時鐘信號的微調(diào)與對準的方法，其特征在于該方法包括下列步驟于一初級校正單元中形成若干個輸出信號，該些輸出信號彼此之間具有相位間距，其中每一相位間距等于一預(yù)設(shè)相位角度除以該些輸出信號的總數(shù)的角度值，且該些相位間距位于相位域中，并選取其中一輸出信號輸出至與該初級校正單元相連的一第一微調(diào)校正單元；利用一位于時域的可編程延遲電路，將來自該第一微調(diào)校正單元的輸出信號進行時間延遲處理，以調(diào)整第一微調(diào)校正單元輸出的一反饋信號的相位使其趨近于一參考信號的相位；利用一與第一微調(diào)校正單元相連的鑒相器偵測該參考信號與該反饋信號之間的相位差值，并輸出對應(yīng)于該相位差值的指示信號；以一控制單元控制該初級校正單元以及該第一微調(diào)校正單元，藉由來自該鑒相器的指示信號，使得該反饋信號的相位對準該參考信號的相位；以及當(dāng)該反饋信號無法對準該參考信號時，利用一旋角偵測器將該反饋信號從時域轉(zhuǎn)換為相位域，接著添加一時間延遲量至該反饋信號以補償該反饋信號與參考信號之間的相位差值，其中在時域中衡量的該時間延遲量等同于在相位域中衡量的該相位差值。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于在形成該些輸出信號的步驟之后，另包含一步驟利用該些相位間距來逐步增加該反饋信號的相位，以重復(fù)地利用該控制單元來分別比較該參考信號與該些反饋信號。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于在利用該些相位間距來逐步增加該反饋信號的相位的步驟中，還包含記錄該參考信號與來自該鑒相器的該些反饋信號兩者之間的比較結(jié)果。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于當(dāng)該參考信號與該反饋信號兩者之間的比較結(jié)果由領(lǐng)先狀態(tài)改變?yōu)槁浜鬆顟B(tài)或是由領(lǐng)先狀態(tài)改變?yōu)閷薁顟B(tài)時，從該些相位間距中選出該反饋信號，以傳送該反饋信號至該第一微調(diào)校正單元中。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，還包含一步驟以該相位間距來減少該反饋信號的相位，以選擇位于該相位間距中領(lǐng)先該參考信號的輸出信號作為反饋信號。
21.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于在對來自第一微調(diào)校正單元的輸出信號進行時間延遲處理的步驟中，當(dāng)該反饋信號領(lǐng)先該參考信號時，將一時間延遲長度加入至該反饋信號。
22.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于在對來自第一微調(diào)校正單元的輸出信號進行時間延遲處理的步驟中，當(dāng)該反饋信號落后該參考信號時，將該反饋信號減少一時間延遲長度。
23.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于在對來自第一微調(diào)校正單元的輸出信號進行時間延遲處理的步驟中，當(dāng)該反饋信號對準該參考信號時，保持一時間延遲長度不變。
24.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括一步驟當(dāng)該可編程延遲電路加入至該反饋信號的時間延遲長度大于一臨界邊界值時，持續(xù)追蹤該反饋信號與該參考信號之間的對準狀態(tài)。
25.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于當(dāng)該可編程延遲電路加入至該反饋信號的時間延遲長度小于一臨界邊界值時，將該反饋信號減去該相位間距。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于將該反饋信號相位減去該相位間距之后，該反饋信號領(lǐng)先該參考信號。
27.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于在以一控制單元控制該初級校正單元與該第一微調(diào)校正單元使得該反饋信號對準該參考信號的步驟之后，還包括一步驟持續(xù)追蹤該反饋信號與該參考信號之間的對準狀態(tài)。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于當(dāng)該反饋信號領(lǐng)先該參考信號時，將一時間延遲長度加入至該反饋信號。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于在對來自第一微調(diào)校正單元的輸出信號進行時間延遲處理的步驟中，當(dāng)該反饋信號落后該參考信號時，將該反饋信號減少一時間延遲長度。
30.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于在對來自第一微調(diào)校正單元的輸出信號進行時間延遲處理的步驟中，當(dāng)該反饋信號對準該參考信號時，保持一時間延遲長度不變。
31.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述時間延遲長度至少為該參考信號周期的1/N倍，其中N為該些輸出信號的總數(shù)。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于所述時間延遲長度至少為該參考信號周期的1/N倍，其中N為該些輸出信號的總數(shù)。
33.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述時間延遲量為一正數(shù)值。
34.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述時間延遲量為一負數(shù)值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利用相位域與時域共同進行時鐘信號微調(diào)與對準的裝置及方法。該裝置包括初級校正單元、第一微調(diào)校正單元、鑒相器、控制單元與旋角偵測器。初級校正單元在相位域中形成若干個輸出信號。第一微調(diào)校正單元在時域中將一輸出信號延遲，使一反饋信號趨近于一參考信號。鑒相器偵測參考信號與反饋信號之間的相位差并輸出一指示信號?？刂茊卧逵设b相器發(fā)出的指示信號來對準反饋信號與參考信號。當(dāng)反饋信號與參考信號無法對準時，該旋角偵測器藉由增加該反饋信號的時間延遲單位量用以快速地調(diào)整參考信號與反饋信號之間的相位差。
文檔編號H03L7/00GK101030778SQ20061005881
公開日2007年9月5日 申請日期2006年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月28日
發(fā)明者趙梓翔, 楊家豪, 劉佳榮 申請人:矽統(tǒng)科技股份有限公司