CN102780552A - 信号校正方法及相关的客户端电路及传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信号校正方法，用于同步一传输系统中一频率信号及至少一数据信号的时序。该信号校正方法包含有侦测该频率信号与该至少一数据信号间于该传输系统的至少一传输时间差；根据该至少一传输时间差，计算该频率信号及该至少一数据信号的多个延迟时间；以及根据该多个延迟时间，分别延迟该频率信号及该至少一数据信号，以同步该频率信号及该至少一数据信号的时序。

Description

信号校正方法及相关的客户端电路及传输系统

技术领域

本发明涉及一种信号校正方法与相关的客户端电路及传输系统，尤指一种于客户端判断传输时间，并据以同步频率信号及数据信号的校正方法与相关的客户端电路及传输系统。

背景技术

随着科技的演进，电子信息产品中，数据的传输量越来越大。在此情况下，高速串行传输技术，例如移动产业处理器接口(Mobile Industry ProcessorInterface，MIPI)、行动显示数字接口(Mobile Display Digital Interface，MDDI)及通用序列总线(Universal Serial Bus，USB)，被广泛地应用。然而，高速传输意味着数据传输时的容错空间变小。

举例来说，请参考图1，图1为公知一高速串行传输接口10的示意图。传输接口10包含有一主控端电路100、传输线110_C、110_D及一客户端电路120。主控端电路100包含有传送器102_C、102D，分别用来传送一频率信号CLK及一数据信号DA。频率信号CLK及数据信号DA通过传输线110_C、110_D传送至客户端电路120。相对地，客户端电路120包含有接收器122_C、122_D及一处理电路124。接收器122_C、122_D分别用来接收频率信号CLK及数据信号DA。最后，处理电路124根据频率信号CLK，读取数据信号DA。在理想情况中，频率信号CLK的传输时间与数据信号DA的传输时间相等，如图2A所示。在图2A中，频率信号CLK的上升缘及下降缘为处理电路124读取数据信号DA的时机，且距离数据信号DA的上升缘及下降缘的最短时间为时段Ts、Th。一般来说，时段Ts、Th的最佳值与系统特性有关，图2A中Ts＝Th的设计仅为一种实施例。

然而在实际应用上，由于传输线110_C、110_D的长度或负载不对称、接收器122_C、122_D的负载不对称、传送器102_C、102D输出不对称、主控端电路100及客户端电路120间存在的阻抗不连续等种种因素，传输接口10中存在偏移(skew)，造成频率信号CLK及数据信号DA到达客户端电路120的时间不相同。举例来说，请参考图2B及图2C，图2B为数据信号DA领先频率信号CLK的信号时序图，而图2C为数据信号DA落后频率信号CLK的信号时序图。在图2B中，处理电路124根据频率信号CLK读取到的数据为「0101010」，有别于正确的传输结果「1010101」。类似地，在图2C中，处理电路124根据频率信号CLK读取到的数据亦为错误的「0101010」。

当然，图1的传输接口10仅为方便说明的最简实施例，实际上的传输接口包含更多的传输通道，如图3所示。在图3中，一传输接口30中的频率信号CLK与数据信号DA1～DAn间存在领先或落后的关系，进而导致数据撷取错误。在频率信号CLK的频率逐渐提升的趋势下，信号偏移的容错空间(时段Ts、Th)越来越窄，因此，为了维持数据传输的正确率，公知的传输接口实有改进的必要。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供一种信号校正方法与相关的客户端电路及传输系统。

本发明公开一种信号校正方法，用于同步一传输系统中一频率信号及至少一数据信号的时序。该信号校正方法包含有侦测该频率信号与该至少一数据信号间于该传输系统的至少一传输时间差；根据该至少一传输时间差，计算该频率信号及该至少一数据信号的多个延迟时间；以及根据该多个延迟时间，分别延迟该频率信号及该至少一数据信号，以同步该频率信号及该至少一数据信号的时序。

本发明还公开一种客户端电路，用于接收并同步一传输系统中一频率信号及至少一数据信号。该客户端电路包含有多个接收器，用来接收该频率信号及该至少一数据信号；一校正电路，包含有一侦测单元，用来侦测该频率信号与该至少一数据信号间于该传输系统的至少一传输时间差；以及一运算单元，用来根据该至少一传输时间差，计算该频率信号及该至少一数据信号的多个延迟时间；以及多个频率延迟单元，用来根据该多个延迟时间，分别延迟该频率信号及该至少一数据信号，以同步该频率信号及该至少一数据信号的时序。

本发明还公开一种传输系统，用来传输一频率信号及至少一数据信号。该传输系统包含有一主控端电路，包含有多个传送器，分别用来发送该频率信号及该至少一数据信号；多条传输线，分别用来传输该频率信号及该至少一数据信号；一客户端电路，包含有多个接收器，用来接收该频率信号及该至少一数据信号；一校正电路，包含有一侦测单元，用来侦测该频率信号与该至少一数据信号间于该传输系统的至少一传输时间差；以及一运算单元，用来根据该至少一传输时间差，计算该频率信号及该至少一数据信号的多个延迟时间；以及多个延迟单元，用来根据该多个延迟时间，分别延迟该频率信号及该至少一数据信号，以同步该频率信号及该至少一数据信号的时序。

在此配合下列图示、实施例的详细说明及权利要求书，将上述及本发明的其它目的与优点详述于后。

附图说明

图1为公知一传输接口的示意图。

图2A为图1的传输接口中一频率信号及一数据信号的时序图。

图2B为图2A的数据信号领先频率信号时的时序图。

图2C为图2A的数据信号落后频率信号时的时序图。

图3为公知另一传输接口及相关信号的示意图。

图4A为本发明实施例一传输系统的示意图。

图4B为图4A的传输系统中一校正电路的示意图。

图5与图6为图4B的校正电路中一侦测单元延迟一数据信号及一频率信号的时序图。

图7为图4A的传输系统中信号传输时间与对应延迟时间的时序图。

图8为图4A的传输系统的一变化实施例的示意图。

图9为图4A的传输系统的一变化实施例及相关差动信号的示意图。

图10为本发明实施例一信号校正流程的示意图。

图11A及图11b为图4A的传输系统中一主控端电路指示任务内容的示意图。

其中，附图标记说明如下：

CLK                                频率信号

CLK+                               正频率信号

CLK-                               负频率信号

DA、DA1、DA2、DAm、DAx             数据信号

DA1+、DA2+、DAm+                   正数据信号

DA1-、DA2-、DAm-                   负数据信号

DLY0、DLY1、DLY2、DLYm             延迟时间

Ts、Ts1、Ts2、Tsn、Tsx、Tsm、Th、  时段

Th1、Th2、Thn、Thx、Thm

TD1、TDm                           传输时间差

Td                                 单位时间

Rx                                 测试结果

10、30                             传输接口

40、90                             传输系统

100、300、400                      主控端电路

102_C、102_D、302_C、302_D1、      传送器

302_D2、302_Dn、402_0、402_1、

402_2、40_2m

110_C、110_D、310_C、310_D1、  传输线

310_D2、310_Dn、410_0、410_1、

410_2、410_m

120、320、420                  客户端电路

122_C、122_D、322_C、322_D1、  接收器

322_D2、322_Dn、422_0、422_1、

422_2、422_m

124、324                       处理电路

424                            校正电路

4240                           侦测单元

4242                           运算单元

426_0、426_1、426_2、426_m     延迟单元

具体实施方式

请参考图4A，图4A为本发明实施例一传输系统40的示意图。传输系统40用来传输一频率信号CLK及数据信号DA1～DAm。传输系统40包含有一主控端电路400、传输线410_0～410_m及一客户端电路420。主控端电路400包含有传送器402_0～402_m，分别用来发送频率信号CLK及数据信号DA1～DAm。传输线410_0～410_m分别用来传输频率信号CLK及数据信号DA1～DAm。客户端电路420包含有接收器422_0～422_m、一校正电路424及延迟单元426_0～426_m。接收器422_0～422_m用来接收频率信号CLK及数据信号DA1～DAm。校正电路424包含有一侦测单元4240及一运算单元4242，如图4B所示。侦测单元4240用来侦测频率信号CLK与数据信号DA1～DAm间于传输系统40的传输时间差TD1～TDm。运算单元4242用来根据传输时间差TD1～TDm，计算频率信号CLK及数据信号DA1～DAm的延迟时间DLY0～DLYm。最后，延迟单元426_0～426_m根据延迟时间DLY0～DLYm，分别延迟频率信号CLK及数据信号DA1～DAm，以同步频率信号CLK及数据信号DA1～DAm的时序。

简单来说，由于客户端电路420无从得知所接收信号的偏移(skew)量为多少，客户端电路420于正式开始撷取数据信号DA1～DAm前，执行一校正程序。校正电路424通过比较频率信号CLK及数据信号DA1～DAm的传输时间差TD1～TDm，判断所有信号中传递最慢者，并延迟其它信号，使传输最慢的信号的相位得以赶上其它信号，以同步所有信号的时序。与图3的传输接口30比较，传输系统40的校正方式可以利用既有规格内的指令执行，而不需要增加系统的冗余工作(overhead)。

详细来说，请参考图5，图5为侦测单元4240侦测传输时间差TD1～TDm的示意图。对于任一笔数据信号DAx，侦测单元4240延迟数据信号DAx一单位时间Td的不同倍数1Td、2Td…、kTd。在图5中，k＝19，侦测单元4240根据频率信号CLK的上升缘及下降缘，撷取延迟后数据信号DAx的数据，以产生一测试结果Rx。如此一来，侦测单元4240可通过比对测试结果Rx及数据信号DAx对应的一正确传输结果，决定传输时间差TDx。举例来说，在图5中，正确传输结果为「1010101」，当数据信号DAx被延迟2Td～8Td、18Td、19Td时，测试结果Rx与正确传输结果相符。由于延迟时间为5Td时，频率信号CLK的上升缘及下降缘距离数据信号DAx的上升缘及下降缘的最短时时段Tsx、Thx最为对称，侦测单元4240可判断数据信号DAx领先频率信号5Td，亦即传输时间差TDx＝5Td。同理，通过数据比对，侦测单元4240可取得所有数据信号DA1～DAm与频率信号CLK的传输时间差TD1～TDm，作为后续判断所有信号中传输速度最慢者的依据。

当然，侦测单元4240除了延迟数据信号DA1～DAm外，亦可延迟频率信号CLK单位时间Td的不同倍数1Td、2Td…、kTd，并通过传输结果比对取得传输时间差TD1～TDm，如图6所示，其过程与图5相似，在此不赘述。由图5及图6可知，单位时间Td越小，侦测单元4240估计的传输时间差TD1～TDm越精确。

一旦传输时间差TD1～TDm已知，运算单元4242可根据传输时间差TD1～TDm，判断频率信号CLK及数据信号DA1～DAm中一最慢信号，及其它信号领先最慢信号的领先量，如图7所示。在图7中，最慢信号为数据信号DA1，且频率信号CLK及数据信号DA1～DAm分别领先最慢信号DLY0～DLYm。换句话说，延迟单元426_0～426_m以DLY0～DLYm作为延迟时间，并据以分别延迟频率信号CLK及数据信号DA1～DAm，可同步频率信号CLK及数据信号DA1～DAm的时序。

须注意的是，除了设置于于接收器422_0～422_m与校正电路424之间，延迟单元426_0～426_m亦可设置于接收器422_0～422_m之前，如图8所示。另外，本发明亦可应用在以差动信号传输的一传输系统90中，如图9所示。在图9中，传输同一差动对的传输线匹配，正差动信号与负差动信号间无偏移，因此本发明的信号校正方法可直接应用在差动信号上，其相关细节与传输系统40相似，在此不赘述。

传输系统40的操作可归纳为一信号校正流程150，如图10所示。信号校正流程150包含有下列步骤：

步骤1000：开始。

步骤1002：侦测单元4240侦测频率信号CLK与数据信号DA1～DAm间于传输系统40的传输时间差TD1～TDm。

步骤1004：运算单元4242根据传输时间差TD1～TDm，计算频率信号CLK与数据信号DA1～DAm的延迟时间DLY0～DLYm。

步骤1006：延迟单元426_0～426_m根据延迟时间DLY0～DLYm，分别延迟频率信号CLK与数据信号DA1～DAm，以同步频率信号CLK与数据信号DA1～DAm的时序。

步骤1008：结束。

信号校正流程150的细节可参考上述对传输系统40的说明，在此不赘述。理论上，执行信号校正流程150一次即可校正传输环境造成的信号偏移。请参考图11A，图11A为主控端电路400指示工作内容的示意图。主控端电路400可于数据信号DA1～DAm中加入执行信号校正流程150的指示，以于客户端电路420正式撷取数据之前，同步信号时序，以确保数据接收的正确性，如图11A所示。当然，考虑到不同的应用，信号传输过程中，亦可周期性地穿插、执行信号校正流程150，以确保系统更加稳定，消除随机出现的信号偏移因素，图11B所示。

在公知技术中，非理想的传输环境，例如传输线长度或负载不对称、接收器的负载不对称、传送器输出不对称等种种因素造成信号在传输过程中偏移，使得客户端电路120在撷取数据时产生错误。相较之下，本发明通过比对传输结果，估计不同信号间传输时间差TD1～TDm，并据以延迟「领先」的信号，以同步所有信号的时序，进而确保数据读取的正确性。另外，传输系统40的校正方式可以利用既有规格内的指令执行，而不需要增加系统的冗余工作。

综上所述，本发明通过比对传输结果，估计不同信号间传输时间差，并据以延迟「领先」的信号，以同步所有信号的时序，进而确保数据读取的正确性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (15)

1.一种信号校正方法，用于同步一传输系统中一频率信号及至少一数据信号的时序，其特征在于，该信号校正方法包含有：

侦测该频率信号与该至少一数据信号间于该传输系统的至少一传输时间差；

根据该至少一传输时间差，计算该频率信号及该至少一数据信号的多个延迟时间；以及

根据该多个延迟时间，分别延迟该频率信号及该至少一数据信号，以同步该频率信号及该至少一数据信号的时序。

2.如权利要求1所述的信号校正方法，其特征在于，侦测该频率信号与该至少一数据信号间于该传输系统的该至少一传输时间差的步骤，包含有：

对该每一数据信号，延迟该数据信号一单位时间的不同倍数，以根据该频率信号，产生多个测试结果；以及

对该每一数据信号，比对该多个测试结果及一正确传输结果，以决定该至少一传输时间差。

3.如权利要求1所述的信号校正方法，其特征在于，侦测该频率信号与该至少一数据信号间于该传输系统的该至少一传输时间差的步骤，包含有：

延迟该频率信号一单位时间的不同倍数，以根据该至少一数据信号，产生多个测试结果；以及

对该每一数据信号，比对该多个测试结果及该数据信号对应的一正确传输结果，以决定该至少一传输时间差。

4.如权利要求1所述的信号校正方法，其特征在于，根据该至少一传输时间差，计算该频率信号及该至少一数据信号的该多个延迟时间的步骤，包含有：

根据该至少一传输时间差，决定该频率信号及该至少一数据信号中的一最慢信号；

计算该频率信号及该至少一数据信号领先该最慢信号的多个领先量，作为该多个延迟时间。

5.如权利要求1所述的信号校正方法，其特征在于，该频率信号及该至少一数据信号是差动信号。

6.一种客户端电路，用于接收并同步一传输系统中一频率信号及至少一数据信号，其特征在于，该客户端电路包含有：

多个接收器，用来接收该频率信号及该至少一数据信号；

一校正电路，包含有：

一侦测单元，用来侦测该频率信号与该至少一数据信号间于该传输系统的至少一传输时间差；以及

一运算单元，用来根据该至少一传输时间差，计算该频率信号及该至少一数据信号的多个延迟时间；以及

多个频率延迟单元，用来根据该多个延迟时间，分别延迟该频率信号及该至少一数据信号，以同步该频率信号及该至少一数据信号的时序。

7.如权利要求6所述的客户端电路，其特征在于，该侦测单元是：

对该每一数据信号，延迟该数据信号一单位时间的不同倍数，以根据该频率信号，产生多个测试结果；以及

对该每一数据信号，比对该多个测试结果及该数据信号对应的一正确传输结果，以决定该至少一传输时间差。

8.如权利要求6所述的客户端电路，其特征在于，该侦测单元是：

延迟该频率信号一单位时间的不同倍数，以根据该至少一数据信号，产生多个测试结果；以及

对该每一数据信号，比对该多个测试结果及该数据信号对应的一正确传输结果，以决定该至少一传输时间差。

9.如权利要求6所述的客户端电路，其特征在于，该运算单元是：

根据该至少一传输时间差，决定该频率信号及该至少一数据信号中的一最慢信号；以及

计算该频率信号及该至少一数据信号领先该最慢信号的多个领先量，作为该多个延迟时间。

10.如权利要求6所述的客户端电路，其特征在于，该频率信号及该至少一数据信号是差动信号。

11.一种传输系统，用来传输一频率信号及至少一数据信号，其特征在于，该传输系统包含有：

一主控端电路，包含有：

多个传送器，分别用来发送该频率信号及该至少一数据信号；

多条传输线，分别用来传输该频率信号及该至少一数据信号；

一客户端电路，包含有：

多个接收器，用来接收该频率信号及该至少一数据信号；

一校正电路，包含有：

一侦测单元，用来侦测该频率信号与该至少一数据信号间于该传输系统的至少一传输时间差；以及

一运算单元，用来根据该至少一传输时间差，计算该频率信号及该至少一数据信号的多个延迟时间；以及

多个频率延迟单元，用来根据该多个延迟时间，分别延迟该频率信号及该至少一数据信号，以同步该频率信号及该至少一数据信号的时序。

12.如权利要求11所述的传输系统，其特征在于，该侦测单元是：

对该每一数据信号，延迟该数据信号一单位时间的不同倍数，以根据该频率信号，产生多个测试结果；以及

对该每一数据信号，比对该多个测试结果及该数据信号对应的一正确传输结果，以决定该至少一传输时间差。

13.如权利要求11所述的传输系统，其特征在于，该侦测单元是：

延迟该频率信号一单位时间的不同倍数，以根据该至少一数据信号，产生多个测试结果；以及

对该每一数据信号，比对该多个测试结果及该数据信号对应的一正确传输结果，以决定该至少一传输时间差。

14.如权利要求11所述的传输系统，其特征在于，该运算单元是：

根据该至少一传输时间差，决定该频率信号及该至少一数据信号中一最慢信号；以及

计算该频率信号及该至少一数据信号领先该最慢信号的多个领先量，作为该多个延迟时间。

15.如权利要求11所述的传输系统，其特征在于，该频率信号及该至少一数据信号是差动信号。

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