TWI469541B - 無晶體振盪器的收發器 - Google Patents

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TWI469541B TW100142513A TW100142513A TWI469541B TW I469541 B TWI469541 B TW I469541B TW 100142513 A TW100142513 A TW 100142513A TW 100142513 A TW100142513 A TW 100142513A TW I469541 B TWI469541 B TW I469541B
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Ming Feng Hsu
Kai Yin Liu
Tzu Han Hsu
Yuan Jih Chu
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Realtek Semiconductor Corp
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

無晶體振盪器的收發器
本發明是有關於一種應用於乙太網路系統的收發器，尤指一種應用於乙太網路系統的無晶體振盪器的收發器。
乙太網路是目前被廣泛應用的網路之一，可以提供乙太網路二端(主控端與鏈結端)的裝置同時傳收資料，並可自動選擇適當的傳收速度。在乙太網路系統中，主控端與鏈結端的裝置必須在規範的速度下傳收資料。以100M為例，媒體文件介面(media document interface,MDI)線上傳送的多階傳輸3(Multilevel Transmission 3,MLT3)的速度必須是125M加減100ppm。如果主控端與鏈結端的裝置的頻率差距太大，則主控端的接收器可能無法辨別鏈結端的資料，導致主控端與鏈結端之間無法建立連線，或是導致傳收封包有錯誤。
為了達到125M加減100ppm的要求，系統通常會提供準確的外部參考時脈，給主控端的接收器中的鎖相迴路以產生符合系統要求的時脈。一般來說，系統是利用晶體振盪元件，以產生準確的外部參考時脈給主控端的接收器。然而，晶體振盪元件成本高且面積大。因此，如何設計一個不需外部參考時脈的接收器成為設計者的一個重要課題。
本發明的一實施例提供一種無晶體振盪器的收發器。該收發器包含一收發單元及一時脈產生單元，其中該時脈產生單元包含一時脈產生器、一多工器及一頻率差異偵測器。該收發單元包含一鎖相迴路，用以產生一第一時脈，該收發單元是用以該第一時脈，與一鏈結端交換資料；該時脈產生器是用以產生並輸出一第二時脈至該收發單元；該多工器包括一第一輸入端，用以接收一校正時脈，一第二輸入端，用以接收該鏈結端的接收器時脈，及一輸出端，用以輸出該校正時脈或該鏈結端的接收器時脈；該頻率差異偵測器耦接於該時脈產生器與該多工器的輸出端，用以根據一預定時間內該校正時脈與該第二時脈之間的差異，或該預定時間內該第二時脈與該鏈結端的接收器時脈之間的差異，產生一差異信號。該鎖相迴路根據該第二時脈，產生該第一時脈，且該時脈產生器根據該差異信號，調整該第二時脈的飄移。
本發明提供一種無晶體振盪器的收發器。該收發器利用一時脈產生單元，產生一第二時脈給一收發單元內的鎖相迴路。然後，該鎖相迴路即可根據該第二時脈，產生符合一乙太網路系統要求的第一時脈。因此，相較於先前技術，本發明並不需要一晶體振盪元件及可產生準確的該第二時脈給該收發單元內的鎖相迴路。
請參照第1圖，第1圖是為本發明的一實施例，說明一種無晶體振盪器的收發器100的示意圖。收發器100可包含一收發單元102及一時脈產生單元104，其中時脈產生單元104包含一時脈產生器1042、一多工器1044及一頻率差異偵測器1046。本實施例之收發單元102是包含一鎖相迴路1022，用以產生一第一時脈，收發單元102是第一時脈，與一鏈結端106交換資料；時脈產生器1042是用以產生並輸出一第二時脈CL2至收發單元102，其中時脈產生器1042可為一環型振盪器(ring oscillator)、一電壓或電流控制振盪器(voltage-or current-controlled oscillator)，如電阻電容振盪器或電感電容振盪器等、一延遲時間振盪器(delay time oscillator)或一多諧振盪器(multivibrator)(電流控制震盪器的英譯跟網路上查到的英譯一樣)。本實施例之多工器1044有一輸入端，用以接收一校正時脈CC，另有一輸入端，用以接收鏈結端106的接收器時脈RC，及一輸出端，用以輸出校正時脈CC或鏈結端106的接收器時脈RC。本實施例之頻率差異偵測器1046耦接於時脈產生器1042與多工器1044的輸出端，用以根據一預定時間T內校正時脈CC與第二時脈CL2之間的差異，或預定時間T內第二時脈CL2與鏈結端106的接收器時脈RC之間的差異，產生一差異信號DS，其中頻率差異偵測器1046為一數位電路或一類比電路。另外，鎖相迴路1022是根據第二時脈CL2，產生第一時脈。
如第1圖所示，頻率差異偵測器1046包含一第一計數器10462及一第二計數器10464。第一計數器10462是用以計數校正時脈CC於預定時間T內產生的第一時脈數或鏈結端106的接收器時脈RC於預定時間T內產生的第二時脈數；第二計數器10464是用以計數第二時脈CL2於預定時間T內產生的第三時脈數。因此，頻率差異偵測器1046即可根據預定時間T內第一時脈數(對應於校正時脈CC)與第三時脈數(對應於第二時脈CL2)之間的差異，或根據預定時間T內第二時脈數(對應於鏈結端106的接收器時脈RC)與第三時脈數(對應於第二時脈CL2)之間的差異，產生差異信號DS。然後，時脈產生器1042即可根據差異信號DS，調整第二時脈CL2因為製程、溫度、電壓及/或其他因素所產生的飄移。
如第1圖所示，在收發器100尚未出廠前(亦即未鏈結鏈結端106)，多工器1044輸出校正時脈CC。因此，第一計數器10462計數校正時脈CC於預定時間T內產生的第一時脈數，以及第二計數器10464計數第二時脈CL2於預定時間T內產生的第三時脈數。然後，頻率差異偵測器1046即可根據預定時間T內第一時脈數(對應於校正時脈CC)與第三時脈數(對應於第二時脈CL2)之間的差異，產生差異信號DS。因為時脈產生器1042和頻率差異偵測器1046形成一負回授迴圈，所以最後第二時脈CL2會趨近於校正時脈CC。如此，時脈產生器1042即可根據差異信號DS，校正第二時脈CL2因為製程、溫度、電壓及/或其他因素所產生的飄移。
如第1圖所示，在收發器100出廠後以及收發器100鏈結鏈結端106時，多工器1044輸出鏈結端106的接收器時脈RC。因此，第一計數器10462計數鏈結端106的接收器時脈RC於預定時間T內產生的第二時脈數，以及第二計數器10464計數第二時脈CL2於預定時間T內產生的第三時脈數。然後，頻率差異偵測器1046即可根據預定時間T內第二時脈數(對應於鏈結端106的接收器時脈RC)與第三時脈數(對應於第二時脈CL2)之間的差異，產生差異信號DS。因為時脈產生器1042和頻率差異偵測器1046形成一負回授迴圈，所以最後第二時脈CL2會趨近於鏈結端106的接收器時脈RC。如此，時脈產生器1042即可根據差異信號DS，校正第二時脈CL2因為製程、溫度、電壓及/或其他因素所產生的飄移。
請參照第2圖，第2圖是為本發明的另一實施例，說明一種無晶體振盪器的收發器200的示意圖。收發器200和收發器100之間的差別在於收發器200的時脈產生單元104另包含一頻率調整器1048，其中頻率調整器1048為一類比電路。頻率調整器1048耦接於頻率差異偵測器1046與時脈產生器1042之間，用以根據差異信號DS，產生一頻率調整信號FAS至時脈產生器1042。因此，時脈產生器1042即可根據頻率調整信號FAS，調整第二時脈CL2因為製程、溫度、電壓及/或其他因素所產生的飄移。另外，收發器200的其餘操作原理皆和收發器100類似，在此不再贅述。
請參照第3圖，第3圖是為本發明的另一實施例，說明一種無晶體振盪器的收發器300的示意圖。收發器300和收發器100之間的差別在於收發器300的時脈產生單元104另包含一頻率調整器1048和一累加器1050，其中頻率調整器1048為一類比電路。累加器1050耦接於頻率差異偵測器1046，用以累加一第一預定時間內的差異信號DS，以產生一累加信號AC。亦即累加器1050是做為一低通濾波器，用以累加第一預定時間內的差異信號DS，以濾除第一預定時間內的差異信號DS中的雜訊並產生累加信號AC。頻率調整器1048耦接於累加器1050與時脈產生器1042之間，用以根據累加信號AC，產生一頻率調整信號FAS至時脈產生器1042。因此，時脈產生器1042即可根據頻率調整信號FAS，調整第二時脈CL2因為製程、溫度、電壓及/或其他因素所產生的飄移。另外，收發器300的其餘操作原理皆和收發器100類似，在此不再贅述。
綜上所述，本發明所提供的無晶體振盪器的收發器利用時脈產生單元，產生第二時脈給收發單元內的鎖相迴路，然後，鎖相迴路即可根據第二時脈，產生符合乙太網路系統要求的第一時脈。因此，相較於先前技術，本發明並不需要晶體振盪元件及可產生準確的第二時脈給收發單元內的鎖相迴路。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100、200、300．．．收發器
102．．．收發單元
104．．．時脈產生單元
106．．．鏈結端
1022．．．鎖相迴路
1042．．．時脈產生器
1044．．．多工器
1046．．．頻率差異偵測器
1048．．．頻率調整器
1050．．．累加器
10462．．．第一計數器
10464．．．第二計數器
AC．．．累加信號
CC．．．校正時脈
CL2．．．第二時脈
DS．．．差異信號
FAS．．．頻率調整信號
RC．．．接收器時脈
第1圖是為本發明的一實施例說明一種無晶體振盪器的收發器的示意圖。
第2圖是為本發明的另一實施例說明一種無晶體振盪器的收發器的示意圖。
第3圖是為本發明的另一實施例說明一種無晶體振盪器的收發器的示意圖。
100．．．收發器
102．．．收發單元
104．．．時脈產生單元
106．．．鏈結端
1022．．．鎖相迴路
1042．．．時脈產生器
1044．．．多工器
1046．．．頻率差異偵測器
10462．．．第一計數器
10464．．．第二計數器
CC．．．校正時脈
CL2．．．第二時脈
DS．．．差異信號
RC．．．接收器時脈

Claims (10)

  1. 一種無晶體振盪器的收發器，包含：一收發單元，包含一鎖相迴路，用以產生一第一時脈，該收發單元是用以該第一時脈，與一鏈結端交換資料；及一時脈產生單元，包含：一時脈產生器，用以產生並輸出一第二時脈至該收發單元；一多工器，包括一第一輸入端，用以接收一校正時脈，一第二輸入端，用以接收該鏈結端的接收器時脈，及一輸出端，用以輸出該校正時脈或該鏈結端的接收器時脈；及一頻率差異偵測器，耦接於該時脈產生器與該多工器的輸出端，用以根據一預定時間內該校正時脈與該第二時脈之間的差異或該預定時間內該第二時脈與該鏈結端的接收器時脈之間的差異，產生一差異信號；其中該鎖相迴路根據該第二時脈，產生該第一時脈，且該時脈產生器根據該差異信號，調整該第二時脈的飄移。
  2. 如請求項1所述之收發器，其中該時脈產生單元另包含：一頻率調整器，耦接於該頻率差異偵測器與該時脈產生器之間，用以根據該差異信號，產生一頻率調整信號至該時脈產生器；其中該時脈產生器是根據該頻率調整信號，調整該第二時脈的 飄移。
  3. 如請求項1所述之收發器，其中該時脈產生單元另包含：一累加器，耦接於該頻率差異偵測器，用以累加該差異信號，以產生一累加信號；及一頻率調整器，耦接於該累加器與該時脈產生器之間，用以根據該累加信號，產生一頻率調整信號至該時脈產生器；其中該時脈產生器是根據該頻率調整信號，調整該第二時脈的飄移。
  4. 如請求項2或3所述之收發器，其中該頻率調整器是為一類比電路。
  5. 如請求項1所述之收發器，其中該頻率差異偵測器是為一類比電路、一數位電路或一類比數位混合電路。
  6. 如請求項1所述之收發器，其中該時脈產生器是為一環型振盪器、一電壓控制振盪器、一電流控制振盪器、一延遲時間振盪器或一多諧振盪器。
  7. 如請求項6所述之收發器，其中該電壓控制振盪器是為一電阻電容振盪器或一電感電容振盪器。
  8. 如請求項1所述之收發器，其中在該收發器未鏈結該鏈結端時，該多工器輸出該校正時脈。
  9. 如請求項1所述之收發器，其中該收發器鏈結該鏈結端時，該多工器輸出該鏈結端的接收器時脈。
  10. 如請求項1所述之收發器，其中該頻率差異偵測器包含：一第一計數器，用以計數該校正時脈於該預定時間內產生的第一時脈數或該鏈結端的接收器時脈於該預定時間內產生的第二時脈數；及一第二計數器，用以計數該第二時脈於該預定時間內產生的第三時脈數；其中該頻率差異偵測器根據該預定時間內該第一時脈數與該第三時脈數之間的差異，或根據該預定時間內該第二時脈數與該第三時脈數之間的差異，產生該差異信號。
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