CN102346500B - 时钟脉冲同步方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种时钟脉冲同步方法，兼容于通用串行总线协议，包括下列步骤：(a)发射器于第一时间区间传送周期信号至主机装置；(b)主机装置于第二时间区间传送第一等化训练序列信号至接收器，以训练接收器，且发射器于第二时间区间持续传送周期信号至主机装置；(c)时钟脉冲/数据恢复装置于第二时间区间解析第一等化训练序列信号，以产生时钟脉冲信号以及数据信号；以及(d)发射器依据解析出的时钟脉冲信号于第三时间区间传送第二等化训练序列信号至主机装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种时钟脉冲同步方法，特别是有关于一种兼容于通用串行总线协议的时钟脉冲同步方法。
背景技术
随着信息技术的快速发展与进步，可携式存储装置、影音媒体等电子装置广泛被应用于数据存取与视讯影像的领域，其中通用串行总线(Universal SerialBus，USB)协议是一种常用的通信总线，是作为该电子装置与主机装置(Host)之间的通信接口。为了加速电子装置的数据流(data stream)的读取与写入，通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)协议的规范从早期的USB1.0持续推陈出新至目前的USB3.0规范，该USB3.0规范逐渐使用于需要高速传送数据的电子装置，可以有效提高资料的存取效率。
该电子装置的接收器以及发射器依据USB3.0的规范用以接收来自主机装置(Host)(例如电脑***)的信息或是传送讯息至该主机装置，然而该接收器与该发射器使用一独立的晶体振荡器或振荡电路(时钟脉冲电路)提供的时钟脉冲信号，以作为信息接收与传送步骤的参考基准时钟脉冲，然而该参考基准时钟脉冲与主机装置发送信号的时钟脉冲并异步，为使电子装置的接收器能够解析该主机装置发送的信号，该电子装置需要设置弹性缓冲器(Elastic Buffer)缓冲不同的参考基准时钟脉冲与发送时钟脉冲领域之间的差异，以正确解析出该信号。有鉴于此，需要发展一种新式的时钟脉冲同步方法，以解决上述的问题。
发明内容
为解决前述现有技术中存在的问题，本发明的一个主要目的在于提供一种时钟脉冲同步方法，兼容于通用串行总线协议，以使主机装置与受控装置的时钟脉冲信号同步化，以节省制造成本。
本发明的时钟脉冲同步方法，兼容于通用串行总线(USB)协议，以用于时钟脉冲同步***，该时钟脉冲同步***包括主机装置以及受控装置，该受控装置包括接收器、发射器以及时钟脉冲/数据恢复装置，该时钟脉冲同步方法包括下列步骤：
(a)该发射器于第一时间区间(T1)传送一周期信号至该主机装置。在一实施例中，该周期信号例如是低频周期信号(low frequency periodic signal，LFPS)，以作为该发射器与该主机装置之间的交握(handshaking)通信信号。
(b)该主机装置于第二时间区间(T2)依据一操作时钟脉冲传送第一等化训练序列(training sequence for equalization，TSEQ)信号至该接收器，以训练该接收器，且该发射器于该第二时间区间(T2)持续传送该周期信号至该主机装置。
(c)该时钟脉冲/数据恢复装置于该第二时间区间(T2)解析该接收器的第一等化训练序列(TSEQ)信号，以产生时钟脉冲信号以及数据信号。
(d)一序列/解序列装置依据该时钟脉冲信号将该数据信号进行格式转换。
(e)该发射器依据该时钟脉冲/数据恢复装置的时钟脉冲信号于第三时间区间(T3)传送第二等化训练序列(TSEQ)信号至该主机装置，其中该接收器与该发射器共享该时钟脉冲信号。在一实施例中，该第一等化训练序列(TSEQ)信号以及该第二等化训练序列(TSEQ)信号依据USB3.0规范标准。较佳实施例中，该操作时钟脉冲的频率与该时钟脉冲信号的频率同步，亦即该时钟脉冲同步***的主机装置与该受控装置的接收器以及发射器的时钟脉冲信号同步化，节省设置额外的时钟脉冲电路以及额外设置弹性缓冲器，节省制造成本。
(f)该发射器依据该时钟脉冲信号传送第一训练序列(TS1)信号至该主机装置。
(g)该发射器依据该时钟脉冲信号传送第二训练序列(TS2)信号至该主机装置。
应注意的是，上述的等化训练序列(TSEQ)是等化训练信号的一种，不同信号格式也可作为该等化训练信号。
相较于现有技术，本发明的时钟脉冲同步方法，兼容于通用串行总线协议，以使时钟脉冲同步***的主机装置与受控装置的接收器以及发射器的时钟脉冲信号同步，主要是利用该第一等化训练序列(TSEQ)信号以及该第二等化训练序列(TSEQ)信号依据USB3.0规范标准，以使该时钟脉冲同步***的主机装置与受控装置的接收器以及发射器的时钟脉冲信号同步，节省设置额外的时钟脉冲电路以及额外设置弹性缓冲器，节省制造成本。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1绘示依据本发明实施例中兼容于通用串行总线协议的时钟脉冲同步***的方块图。
图2绘示依据本发明实施例中受控装置执行轮询步骤时的状态结构示意图。
图3绘示依据本发明实施例中执行时钟脉冲同步方法的流程图。
图4绘示依据本发明实施例中接收器/发射器执行轮询流程的信号波形图。
具体实施方式
本发明的较佳实施例藉由所附图式与下面的说明作详细描述，在不同的图式中，相同的组件符号表示相同或相似的组件。
图1绘示依据本发明实施例中兼容于通用串行总线协议的时钟脉冲同步***100的方块图。该时钟脉冲同步***100包括主机装置102以及受控装置104，该受控装置104包括接收器106、发射器108以及时钟脉冲/数据恢复装置110，该主机装置102耦接于该受控装置104，该接收器106耦接于该主机装置102，该时钟脉冲/数据恢复装置110耦接该接收器106至该发射器108，该发射器108耦接于该主机装置102。
该接收器106依据USB3.0超高速(SuperSpeed)规范接收来自该主机装置102的RXD+、RXD-差分信号，该时钟脉冲/数据恢复装置110解析该接收器106的第一等化训练序列(TSEQ)信号，以产生时钟脉冲信号112以及数据信号114，序列/解序列装置115依据解析出的时钟脉冲信号112转换数据信号114的格式，且发射器108依据USB3.0超高速规范，以利用该时钟脉冲信号传送TXD+、TXD-差分信号至该主机装置102。该USB3.0超高速规范的操作频率为5Gbps(Giga bits per second)。
图2绘示依据本发明实施例中受控装置104执行轮询步骤的状态结构示意图。该轮询步骤的状态结构具有五个阶段，用以表示连结训练与状态机(linktraining status state machine，LTSSM)，包括接收器等化阶段(receiverequalization)200、主动轮询(polling active)202、轮询设定(pollingconfiguration)204、轮询待命(polling idle)206以及正常操作状态(U0)208等五个阶段。
具体来说，上述的轮询(Polling)是指主机装置102与该受控装置104之间执行连结训练(link training)的程序，在超高速训练程序开始之前，该发射器108于第一时间区间(T1)传送一周期信号至该主机装置102，以作为该发射器108与该主机装置102之间的交握(handshaking)通信信号，并且利用等化训练序列(TSEQ)、第一训练序列(training sequence1，TS1)、第二训练序列(trainingsequence2，TS2)进行位锁相(bit lock)、符元锁相(symbol lock)以及接收器等化训练(equalization training)。
在接收器等化阶段200，该等化训练序列(TSEQ)训练序列例如是重复65536次。等化训练序列(TSEQ)是由多个指令集合(ordered sets)所组成，用以对位对准(bit alignment)初始化、符元对准(symbol alignment)以及均衡器最佳化(equalizer optimization)。等化训练序列(TSEQ)指令集合如表一所列，第一字段表示符元编号(symbol number)，第二字段表示名称(name)，第三字段表示值(value)，例如第一列的符元编号1所示的名称K28.5表示用于编码(encoding)机制的控制类型码(control type code)，其相对应的值为COM(comma)，用以进行符元对准(symbol alignment)；第二列的符元编号2所示的名称D31.7表示用于编码(encoding)机制的数据类型码(data typecode)，其相对应的值为0xFF(十六进制制)，余此类推，符元编号16-31所列的名称D10.2，其相对应的值为0x4A(十六进制制)。
表一：
接着在主动轮询阶段202，该受控制装置104持续以超高速训练程序与该主机装置102进行连结(link)，其中跳跃符元“SKP”(skip symbol)用以补偿两个接口(port)之间不同的位速率(bit rate)，亦即可***跳跃符元“SKP”至数据流(data stream)中，如图2所示。随后在轮询设定阶段204，该受控制装置104与该主机装置102完成超高速训练程序的连结。然后在轮询待命阶段206，对该第二训练序列(TS2)信号进行译码并且决定进入下一个阶段，亦即正常操作状态阶段208。
参考图1以及图3，图3绘示依据本发明实施例中执行时钟脉冲同步方法的流程图。该时钟脉冲同步方法兼容于通用串行总线协议，以用于时钟脉冲同步***100，该时钟脉冲同步***100包括主机装置102以及受控装置104，该受控装置包括接收器106、发射器108以及时钟脉冲/数据恢复装置110，该时钟脉冲同步方法包括下列步骤：
在步骤S300中，该发射器108于第一时间区间(T1)传送一周期信号至该主机装置102。在一实施例中，该周期信号例如是低频周期信号(low frequencyperiodic signal，LFPS)，以作为该发射器108与该主机装置102之间的交握(handshaking)通信信号。
在步骤S302中，该主机装置102于第二时间区间(T2)依据一操作时钟脉冲传送第一等化训练序列(TSEQ)信号至该接收器106，以训练该接收器106，且该发射器108于该第二时间区间(T2)持续传送该周期信号至该主机装置102。
在步骤S304中，该时钟脉冲/数据恢复装置110于该第二时间区间(T2)解析该接收器106的第一等化训练序列(TSEQ)信号，以产生时钟脉冲信号112以及数据信号114。
在步骤S305中，序列/解序列装置115依据该时钟脉冲信号转换该数据信号的格式。
在步骤S306中，该发射器108依据该时钟脉冲/数据恢复装置110解析出的时钟脉冲信号112于第三时间区间(T3)传送第二等化训练序列(TSEQ)信号至该主机装置102，以训练该主机装置102，其中该接收器106与该发射器108共享该时钟脉冲信号112。在一实施例中，该第一等化训练序列(TSEQ)信号以及该第二等化训练序列(TSEQ)信号依据USB3.0规范标准。较佳实施例中，该操作时钟脉冲的频率与该时钟脉冲信号112的频率同步，亦即该时钟脉冲同步***的主机装置102与受控装置104的接收器106以及发射器108的时钟脉冲信号同步，节省设置额外的时钟脉冲电路以及额外设置弹性缓冲器，节省制造成本。应注意的是上述的频率同步是指频率相同或经由除频/倍频后具一定比例关系。
在步骤S308中，该发射器108依据该时钟脉冲信号112传送第一训练序列(TS1)信号至该主机装置102。
在步骤S310中，该发射器108依据该时钟脉冲信号112传送第二训练序列(TS2)信号至该主机装置102。
应注意的是，上述的等化训练序列(TSEQ)是等化训练信号的一种，不同信号格式亦可作为本发明的等化训练信号。
图4绘示依据本发明实施例中接收器/发射器执行轮询流程的信号波形图。首先在第一时间区间(T1)中，该发射器108传送一周期信号至该主机装置102，以使该发射器108与该主机装置102之间进行交握(handshaking)通信，在一较佳实施例中，该发射器108是直接发送低频周期信号(LFPS)至该主机装置102，而不需要透过时钟脉冲信号112作驱动。
接着在第二时间区间(T2)中，该接收器106接收来自该主机装置102所传送的第一等化训练序列(TSEQ)信号，此时该接收器106接收的第一等化训练序列(TSEQ)信号的频率为该主机装置102的传送频率，例如USB3.0超高速(SuperSpeed)的操作频率5.0Gbps，且该发射器108在第二时间区间(T2)中持续传送低频周期信号至该主机装置102，其目的在于使该时钟脉冲/数据恢复装置110于该第二时间区间(T2)具有充分的时间解析该第一等化训练序列(TSEQ)信号，以产生时钟脉冲信号112以及数据信号114。换言之，在第二时间区间(T2)，该时钟脉冲/数据恢复装置110可锁定(lock)至USB3.0超高速(SuperSpeed)的操作频率5.0Gbps。在一实施例中，该第二时间区间大于低频周期信号的周期(20奈秒(ns))，例如是介于20奈秒(ns)至4毫秒(ms)之间。在一较佳实施例中，该第二时间区间大于低频周期信号的脉冲(burst)周期(1微秒(μs))，例如是介于1微秒(μs)至1毫秒之间，以使该时钟脉冲/数据恢复装置110于该第二时间区间(T2)正确解析该第一等化训练序列（TSEQ)信号。
最后在第三时间区间(T3)中，该发射器108依据该时钟脉冲/数据恢复装置110解析出的时钟脉冲信号112传送第二等化训练序列(TSEQ)信号至该主机装置102，以训练该主机装置102。
综上所述，本发明提供一种时钟脉冲同步方法，兼容于通用串行总线协议，以使时钟脉冲同步***的主机装置与受控装置的接收器以及发射器的时钟脉冲信号同步，主要是利用该第一等化训练序列(TSEQ)信号以及该第二等化训练序列(TSEQ)信号依据USB3.0规范标准，以使该时钟脉冲同步***的主机装置与受控装置的接收器以及发射器的时钟脉冲信号同步，节省设置额外的时钟脉冲电路以及额外设置弹性缓冲器，节省制造成本。
Claims (10)
1.一种时钟脉冲同步方法，用于一时钟脉冲同步***，该时钟脉冲同步***包括一主机装置以及一受控装置，该受控装置包括一接收器、一发射器以及一时钟脉冲/数据恢复装置，其特征在于，该时钟脉冲同步方法包括下列步骤：
(a)该发射器于一第一时间区间传送一周期信号至该主机装置；
(b)该主机装置于一第二时间区间依据一操作时钟脉冲传送一第一等化训练信号至该接收器，该发射器于该第二时间区间持续传送该周期信号至该主机装置；
(c)该时钟脉冲/数据恢复装置于该第二时间区间解析该第一等化训练信号，以产生一时钟脉冲信号以及一数据信号；以及
(d)该发射器依据该时钟脉冲信号于一第三时间区间传送一第二等化训练信号至该主机装置，该接收器与该发射器共享该时钟脉冲信号。
2.根据权利要求1所述的时钟脉冲同步方法，其特征在于，该第一等化训练信号以及该第二等化训练信号依据通用串行总线3.0规范标准。
3.根据权利要求1所述的时钟脉冲同步方法，其特征在于，该操作时钟脉冲的频率与该时钟脉冲信号的频率同步。
4.根据权利要求1所述的时钟脉冲同步方法，其特征在于，该第一等化训练信号以及该第二等化训练信号是由若干控制类型码与若干数据类型码所组成。
5.根据权利要求1所述的时钟脉冲同步方法，其特征在于，该周期信号为低频周期信号。
6.根据权利要求1所述的时钟脉冲同步方法，其特征在于，在步骤(d)之后更包括步骤(e)：该发射器依据该时钟脉冲信号传送第一训练序列信号至该主机装置。
7.根据权利要求6所述的时钟脉冲同步方法，其特征在于，在步骤(e)之后更包括步骤(f)：该发射器依据该时钟脉冲信号传送第二训练序列信号至该主机装置。
8.根据权利要求1所述的时钟脉冲同步方法，其特征在于，在步骤(d)之前更包括步骤(c1)：一序列/解序列装置依据该时钟脉冲信号转换该数据信号的格式。
9.根据权利要求1所述的时钟脉冲同步方法，其特征在于，该第二时间区间介于20奈秒至4毫秒之间。
10.根据权利要求1所述的时钟脉冲同步方法，其特征在于，该第二时间区间介于1微秒至1毫秒之间。
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