[发明专利]时钟恢复装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种时钟恢复装置及方法。

背景技术

EEE（Energy Efficient Ethernet，能效以太网）是一种根据网络流量动态节能的方法，其基本思想是，在MAC（Media Access Control，媒体访问控制）层有数据发送的情况下，PHY（Physical，物理）层尽可能快地把MAC层的数据传输完，然后进入LPI（Low Power Idle，低功耗空闲）模式。该LPI模式主要由交替出现的两个状态构成：Quiet（静默）状态和Refresh（刷新）状态。在Quiet状态下，PHY层不发送数据且尽可能关闭芯片不用的电路，以降低功耗。在Refresh状态下，PHY层会发送训练信号，以保持链路的可用性。要确保PHY层一旦退出Quiet状态，就可以尽快进入正常工作模式，链路状态必须在Refresh状态规定的时间内恢复到可用状态，也就是说，接收端的时钟必须在Refresh状态规定的时间内锁定发送端的时钟。

要使接收端和发送端的时钟信号同步，通常会采用CDR（Clock and Data Recovery，时钟数据恢复）电路从接收到的数据信号中提取时钟信息，使得接收端的时钟信号能够跟踪数据发送端的时钟信号。现有的CDR电路通常是基于锁相环的，主要包括：鉴相器、环路滤波器和数字控制振荡器。其中，鉴相器对接收到的数据信号和本地时钟信号进行鉴相，得到瞬时相位误差；环路滤波器对该相位误差进行滤波，滤除其高频部分；数字控制振荡器用于根据环路滤波器输出的压控信号调整本地时钟，完成锁相功能。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下问题：

当接收端和发送端进入Quiet状态时，由于链路上没有数据发送，接收端无法从数据信号中提取时钟，长时间后，收发两端的时钟就会逐渐失去同步状态。链路上存在的干扰信号会对环路滤波器中保存的频率误差值产生影响，使它偏离真实值（即接收端和发送端之间的固定频差），当系统进入Refresh状态时，需要在发生偏离的频率误差值的基础上重新锁定发送端的时钟，这可能会是一个漫长的过程。而EEE标准中规定，Quiet状态的时间为20-24毫秒，Refresh状态的时间为16.5微秒，也就是说，要在20-24毫秒的静默后，在16.5微秒内锁定发送端的时钟，现有的CDR电路无法满足这一时间要求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的CDR电路不能在规定时间内使接收端的时钟锁定发送端的时钟的问题，本发明实施例提供了一种时钟恢复装置及方法。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种时钟恢复装置，所述装置包括：

鉴相器，用于检测接收到的输入信号和本地时钟信号的相位误差；

环路滤波器，用于对所述鉴相器产生的相位误差进行滤波并输出压控信号；

数字控制振荡器，用于根据所述环路滤波器输出的压控信号，调整所述本地时钟信号；

第一控制单元，用于当物理层处于静默状态时，控制所述鉴相器产生的相位误差不输入所述环路滤波器。

优选地，所述环路滤波器包括直流支路和交流支路，所述直流支路和所述交流支路的输出端通过第一加法器相连，所述直流支路中设有加法器和寄存器；

所述装置还包括：低通滤波器，用于对所述直流支路输出的频率误差值进行低通滤波；

所述第一控制单元还用于根据所述物理状态，将低通滤波后的所述频率误差值加载到所述直流支路中的寄存器中。

优选地，所述装置还包括：

第三控制单元，用于根据系统性能控制所述低通滤波器是否对所述直流支路输出的频率误差值进行低通滤波。

可选地，所述装置还包括：

第二状态机，用于判断所述系统性能是否达到预设的门限。

可选地，所述装置还包括：

第一状态机，用于监测所述物理层的状态。

另一方面，本发明实施例还提供了一种时钟恢复方法，所述方法包括：

检测接收到的输入信号和本地时钟信号的相位误差；

根据物理层状态，判断是否将所述相位误差输送至环路滤波器，所述物理层状态包括静默状态和刷新状态；

当所述相位误差被输送至所述环路滤波器时，所述环路滤波器对所述相位误差进行滤波并输出压控信号；

根据所述压控信号，调整所述本地时钟信号。

优选地，在所述环路滤波器对所述相位误差进行滤波并输出压控信号时，所述方法还包括：