[发明专利]多路接收器及其信号接收方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种串行数据连接的接收器，特别是关于一种多路接收器及其信号接收方法。

背景技术

二元信号传输为在串行数据连接中广泛使用的一般信号传输架构。于此，串行数据连接例如高解析度多媒体接口(High Definition Multi-media interface；HDMI)。

在串行数据连接中，依照发射器的时脉的时序，位流以一定的符号速率(f_s)由发射器经由通信通道(例如：缆线)传输至接收器。在位流内的每个符号表示逻辑「1」数据或逻辑「0」数据(以下分别称的为「1」及「0」)。「1」是由符号周期(T_s)的第一电平的电压表示。其中，T_s＝1/f_s。而「0」是由符号周期(T_s)的第二电平的电压表示。因此，位流是由依照传输的位流在第一电平与第二电平之间来回转态的电压信号表示。

为了得到较佳的传输率，一些串行数据连接(例如：HDMI)是利用多路通信通道来同时传输多位流。

图1为现有单路串行数据连接的接收器的概要示意图。参照图1，接收器100包括均衡器110以及时脉数据恢复(clock-data recovery；CDR)电路120。于此，均衡器110接收接收信号并输出均衡信号。时脉数据恢复电路120接收均衡信号并输出恢复时脉以及恢复位流。

时脉数据恢复电路120包括一二元相位侦测器(binary phase detector；BPD)121、一CDR滤波器122以及一时脉产生电路123。二元相位侦测器121耦接均衡器110，并且二元相位侦测器121、CDR滤波器122以及时脉产生电路123依序串接成一回路。

二元相位侦测器121接收均衡信号以及恢复时脉并输出恢复位流以及相位误差信号。CDR滤波器122接收相位误差信号并输出时脉控制信号。时脉产生电路123接收时脉控制信号并输出恢复时脉。

图2为图1中的接收器100的时序图。参照图2，由于通信通道所造成的色散现象使得接收信号发生色散，因而信号的二元性质变得不明显。在图1中的接收器100用以均衡接收信号，以致使色散现象被修正并且产生的均衡信号具有表示发射器所传输的位流的二个不同电平。

在图1中的时脉数据恢复电路120用以适当地建立恢复时脉的时序，以致使恢复时脉的上升缘对准于位流的数据位的中间(如时间点201、202、203、204、205、206、207、208)并且恢复时脉的下降缘对准于位流的转态(如时间点211、212、213、214)。藉由以恢复时脉的上升缘来取样均衡信号能便利地产生恢复位流。同时，通过以恢复时脉的下降缘取样均衡信号而获得的边缘取样则能用以产生相位误差信号。

理想上，恢复时脉的下降缘对准于位流的位转态，因此产生的边缘取样应该要与位流具有非统计性关系。若边缘取样偏向转态前的恢复位，则表示恢复时脉的时序太早。若边缘取样偏向转态后的恢复位，则表示恢复时脉的时序太晚。在这种方式下，相位误差信号由二元相位侦测器121产生并且用于调整恢复时脉的时序。相位误差信号由CDR滤波器122过滤，藉以产生时脉控制信号。时脉产生电路123依照时脉控制信号产生恢复时脉。因此，恢复时脉以封闭回路(closed loop)的方式控制，以致于对准于均衡信号的时序。

图1中的接收器100适用于单路串行数据连接。针对多路串行数据连接，以4路为例，则需要4个这种接收器，并且每一接收器使用于一路。于此，可简单地使用4个图1的接收器100。

图1中的时脉数据恢复电路120一般有2种架构：模拟架构与数字架构。

在模拟架构上，涉及的中间信号本质为模拟的。相位误差信号通常是电流模式信号，并且CDR滤波器122通常是包含串联的电阻与电容的负载电路。时脉控制信号通常是电压信号，并且时脉产生电路123通常为压控振荡器(voltage-controlled oscillator；VCO)。

在数字架构上，涉及的中间信号本质为数字的。相位误差信号通常是三元数字信号，并且CDR滤波器122通常是包含二乘法器、一累加器与一加法器的数字滤波器。时脉控制信号通常是具体指出欲选择的时脉相位的相位选择码。时脉产生电路123通常包括相位选择电路，并且此相位选择电路依照相位选择码在多相位时脉中的多个时脉相位选择一时脉相位。数字架构因其数字本质而具有吸引力，故其有助于使用设计自动化工具来简化设计，例如：逻辑合成以及自动布局和布线。