TWI732562B - 一種讀取資料的方法和資料讀取裝置 - Google Patents

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Abstract

一種讀取資料的方法，包括：接收一數位訊號，其包括同步訊號以及資料訊號；對該數位訊號進行過取樣作業，並根據該過取樣作業計算出多個取樣點；以第一計數器計數該些取樣點，以獲得第一計數次數值；基於該第一計數次數值對應定義出第二計數次數值；定義一單位間隔；在該單位間隔內，定義資料讀取範圍；以及在該資料讀取範圍內，當計數的取樣點的電位由第一電位轉變至第二電位時，該資料訊號對應於該單位間隔的資料被讀取為第一數值，當取樣點的電位由該第二電位轉變至該第一電位時，該資料訊號對應於該單位間隔的資料被讀取為第二數值。

Description

一種讀取資料的方法和資料讀取裝置
本揭示關於影音介面領域，特別是關於一種讀取資料的方法和資料讀取裝置。
DisplayPort是由視頻電子標準協會(Video Electronics Standards Association，簡稱VESA)制訂的數位多媒體介面標準。在DisplayPort規格中，信號通道包含有主鏈路(main link)與輔助通道(auxiliary channel)。主鏈路用於傳輸影像資料，屬於高速的單向輸出。輔助通道包括一輔助信號對(pair)，用以傳輸影像資料以外的信息，比如關於發送裝置與接收裝置的狀態信息、操控發送裝置與接收裝置的命令、音頻等，屬低速的雙向通信，用來作為主鏈路在開始傳送影像資料前之發送裝置與接收裝置間的溝通(communication)。
第1圖繪示應用顯示接口(DisplayPort)介面的一習知系統架構圖。如第1圖所示，DisplayPort介面包括一主鏈路30、一輔助通道31以及一熱***偵測(hot plug detect，HPD)訊號線32。其中，輔助通道31提供1Mbps的傳輸頻寬，用於發送裝置(source device)1與接收裝置(sink device)2之間進行雙向傳輸。
在現有晶片設計中，為了節省成本和功率，而採用一種不具有鎖相迴路(phase-locked loops，PLL)的設計方法。因此，若需對輔助通道31的傳輸訊號進行取樣，可使用環形振盪器(ring oscillator clock)來取樣該傳輸訊號。然而，該設計方法有時會因運作環境中的氣壓、溫度、電路的瞬間電壓而造成取樣頻率發生變異，使得取樣頻率飄動或不精準。舉例來說，若預設環形震盪器的頻率為10MHz，然而因運作環境中的氣壓、電壓、溫度的影響，環形震盪器的實際取樣頻率只有8MHz，並未達到理想值(即10MHz)。亦或是，第一次的取樣頻率為8MHz，而第二次的取樣頻率為8.5MHZ，產生頻率飄動的現象。由於傳統的環形振盪器的取樣頻率變動範圍非常大，這對於正確地擷取資料是一項很大的挑戰。
本揭示提供一種讀取資料的方法和資料讀取裝置，可以利用一種以高倍數頻率進行取樣的過取樣(over-sampling)的方式對一數位訊號進行同步，並正確地擷取資料。
本揭示之一種讀取資料的方法，包括：接收具有一第一頻率的一數位訊號，其中該數位訊號包括一同步訊號以及一資料訊號；以一振盪器產生一第二頻率來對該數位訊號進行一過取樣作業，並根據該過取樣作業計算出多個取樣點，其中該第二頻率大於該第一頻率；以一第一計數器計數該些取樣點，以獲得一第一計數次數值；基於該第一計數次數值對應定義出一第二計數次數值，其中該第一計數次數值與該第二計數次數值之間具有一函數關係；以該第二頻率對該資料訊號進行該第二計數次數值之該過取樣作業為一單位間隔 (Unit Interval,UI)；以及在該單位間隔內，定義一資料讀取範圍；以及在該資料讀取範圍內，當計數的該些取樣點的電位由一第一電位轉變至一第二電位時，則該資料訊號對應於該單位間隔的資料被讀取為一第一數值，當計數的該些取樣點的電位由該第二電位轉變至該第一電位時，則該資料訊號對應於該單位間隔的資料被讀取為一第二數值；其中，該第一電位高於該第二電位，且該第一數值不同於該第二數值。
在一實施例中，本揭示之讀取資料的方法更包括：當該資料讀取範圍內計數的該些取樣點的電位由該第一電位轉變至該第二電位或由該第二電位轉變至該第一電位時，記錄電位轉變之該取樣點的計數次數值，並定義為該第一計數次數值，且該第一計數器的計數值重置回0。
在一實施例中，對該數位訊號進行該過取樣作業的步驟包括對該同步訊號進行該過取樣作業，以獲得在該資料訊號傳輸前的該第一計數次數值，其中對該同步訊號進行該過取樣作業的步驟包括：當計數的該些取樣點的電位由該第一電位轉變至該第二電位時，記錄電位轉變之該取樣點對應的計數次數值，且該第一計數器的計數值重置回0，並重新計數；以及當重新計數的該些取樣點的電位再次由該第一電位轉變至該第二電位時，判斷本次電位轉變之該取樣點對應的計數次數值是否為前一次記錄的計數次數值的兩倍或兩倍以上；若是，將本次記錄的計數次數值定義為該第一計數次數值，且該第一計數器的計數值重置回0，然後進行該資料訊號的傳輸。
在一實施例中，本揭示之讀取資料的方法更包括：於傳輸該資料訊號且計數的該些取樣點的電位由該第一電位轉變至該第二電位時，判斷本次 電位轉變之該取樣點對應的計數次數值是否為前一次記錄的計數次數值的兩倍或兩倍以上；若是，結束該資料訊號的傳輸。
在一實施例中，本揭示之讀取資料的方法更包括：將各該資料讀取範圍內之電位轉變的該取樣點對應的該第一計數器的計數次數值對應定義成該第二計數次數值；以及以一暫存器儲存該第二計數次數值。
在一實施例中，本揭示之讀取資料的方法更包括：以一第二計數器計數該資料訊號進行該過取樣作業時該些取樣點的次數，其中係依據該第二計數次數值對該單位間隔內之該資料訊號進行該過取樣作業，且當該單位間隔結束時，該第二計數器重置回0。
在一實施例中，定義該資料讀取範圍的步驟包括：定義該第二計數器之計數次數i至j為該資料讀取範圍；其中，計數次數i由一計算式：i=(m÷4)+k計算而得，計數次數j由一計算式：j=i+(m÷2)計算而得，其中m為該第二計數次數值；當m÷4之餘數為0至2時，k為0；當m÷4之餘數為3時，k為1。
在一實施例中，本揭示之讀取資料的方法更包括：當該資料讀取範圍內所計數的該些取樣點的電位由該第一電位轉變至該第二電位或由該第二電位轉變至該第一電位時，比較對應之該第一計數器與該第二計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值；若該第二計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值大於二分之一的該第一計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值，則增加該第二計數器的計數次數；以及若該第二計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值小於二分之一的該第一計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值，則減少該第二計數器的計數次數；其中，依據二分之一的該第一計數器於電位 轉變之該取樣點的計數次數值與該第二計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值的差值來增加或是減少該第二計數器的計數次數。
在一實施例中，該第二頻率為該第一頻率的n倍，且n為大於1的整數。
本揭示之一種資料讀取裝置，用以讀取具有一第一頻率的一數位訊號的資料，其中該數位訊號包括一同步訊號及一資料訊號，該資料讀取裝置包括：一振盪器，用於產生一第二頻率，其中該第二頻率大於該第一頻率；一第一計數器，用於計數該些取樣點，以獲得一第一計數次數值；以及一控制單元用於執行：以該第二頻率對該數位訊號進行一過取樣作業，並根據該過取樣作業計算出多個取樣點；基於該第一計數次數值對應定義出一第二計數次數值，其中該第一計數次數值與該第二計數次數值之間具有一函數關係；以該第二頻率對該資料訊號進行該第二計數次數值之該過取樣作業為一單位間隔(Unit Interval,UI)；在該單位間隔內，定義一資料讀取範圍；以及在該資料讀取範圍內，當計數的該些取樣點的電位由一第一電位轉變至一第二電位時，則判斷該資料訊號對應於該單位間隔的資料為一第一數值，當計數的該些取樣點的電位由該第二電位轉變至該第一電位時，則判斷該資料訊號對應於該單位間隔的資料為一第二數值，其中該第一電位高於該第二電位，且該第一數值不同於該第二數值。
在一實施例中，該控制單元更用於執行：當該資料讀取範圍內計數的該些取樣點的電位由該第一電位轉變至該第二電位或由該第二電位轉變至該第一電位時，記錄電位轉變之該取樣點的計數次數值，並定義為該第一計數次數值，且命令該第一計數器的計數值重置回0。
在一實施例中，該控制單元更用於執行：對該同步訊號進行該過取樣作業，以獲得在該資料訊號傳輸前的該第一計數次數值；當計數的該些取樣點的電位由該第一電位轉變至該第二電位時，記錄電位轉變之該取樣點對應的計數次數值，且命令該第一計數器的計數值重置回0，並重新計數；以及當重新計數的該些取樣點的電位再次由該第一電位轉變至該第二電位時，判斷本次電位轉變之該取樣點對應的計數次數值是否為前一次記錄的計數次數值的兩倍或兩倍以上；若是，將本次記錄的計數次數值定義為該第一計數次數值，且命令該第一計數器的計數值重置回0，然後進行該資料訊號的傳輸。
在一實施例中，該控制單元更用於執行：於傳輸該資料訊號且計數的該些取樣點的電位由該第一電位轉變至該第二電位時，判斷本次電位轉變之該取樣點對應的計數次數值是否為前一次記錄的計數次數值的兩倍或兩倍以上；若是，結束該資料訊號的傳輸。
在一實施例中，該資料讀取裝置更包括一暫存器，而該控制單元更用於執行：將各該資料讀取範圍內之電位轉變的該取樣點對應的該第一計數器的計數次數值對應定義成該第二計數次數值；以及使該暫存器儲存該第二計數次數值。
在一實施例中，該資料讀取裝置更包括一第二計數器，依據該第二計數次數值進行該資料訊號於該過取樣作業時的計數，而該控制單元更於該單位間隔內依據第二計數次數值對該資料訊號進行該過取樣作業，且當該單位間隔結束時，命令該第二計數器重置回0。
在一實施例中，該控制單元更用於執行：定義該第二計數器之計數次數i至j為該資料讀取範圍；其中，計數次數i由一計算式：i=(m÷4)+k計算 而得，計數次數j由一計算式：j=i+(m÷2)計算而得，其中m為該第二計數次數值；當m÷4之餘數為0至2時，k為0；當m÷4之餘數為3時，k為1。
在一實施例中，該控制單元更用於執行：當該資料讀取範圍內所計數的該些取樣點的電位由該第一電位轉變至該第二電位或由該第二電位轉變至該第一電位時，比較對應之該第一計數器與該第二計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值；若該第二計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值大於二分之一的該第一計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值，則增加該第二計數器的計數次數；以及若該第二計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值小於二分之一的該第一計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值，則減少該第二計數器的計數次數；其中，依據二分之一的該第一計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值與該第二計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值的差值來增加或是減少該第二計數器的計數次數。
1:發送裝置
2:接收裝置
3:顯示接口介面
5:資料讀取裝置
10:數位訊號
10’:同步訊號
10”:資料訊號
11:第一計數器
12:第二計數器
13:暫存器
14:振盪器
15:控制單元
21:時鐘訊號
30:主鏈路
31:輔助通道
32:熱***偵測訊號線
100:取樣點
101:同步結束訊號
S10~S16、S110~S112、S150~S151:步驟
第1圖繪示應用顯示接口(DisplayPort)介面的一習知系統架構圖。
第2A圖繪示本揭示的一數位訊號的時序示意圖。
第2B圖繪示本揭示的第2A圖中的資料訊號的時序放大圖。
第3A圖繪示本揭示的應用本揭示之讀取資料的方法的一數位訊號示意圖。
第3B圖繪示本揭示的第3A圖中的資料訊號的放大圖。
第4圖繪示本揭示之一種讀取資料的方法的流程圖。
第5A圖繪示本揭示的第4圖中步驟S15的子流程圖。
第5B圖繪示本揭示對應不同單位間隔的資料讀取範圍。
第6圖繪示本揭示之該同步訊號進行該過取樣作業的流程圖。
第7圖繪示本揭示的一實施例之資料讀取裝置的方塊圖。
第2A圖繪示本揭示的一數位訊號的時序示意圖。第2B圖繪示第2A圖中的資料訊號的時序放大圖。如第2A圖所示，在輔助通道31(如第1圖所示)傳輸的數位訊號10包括同步訊號10’以及資料訊號10”。關於同步訊號以及資料訊號會在後續的第3A圖做詳細說明。請先參考第2A圖，在一實施例中，同步訊號10’以及資料訊號10”分別在訊號同步階段T1和資料傳輸階段T2傳輸。舉例來說，於訊號同步階段T1，接收端的時鐘訊號21先持續地追蹤數位訊號10以達到頻率同步，且在該接收端接收到數位訊號10的同步結束訊號101時，即準備進入資料傳輸階段T2。然後，於資料傳輸階段T2，該接收端在每個時鐘周波C取樣數位訊號10的資料訊號10”(如第2A圖與第2B圖所示)，且當取樣的資料訊號10”由高電位VGH轉變為低電位VGL，資料訊號10”的資料被該接收端讀取為1。相對地，當取樣的資料訊號10”由低電位VGL轉變為高電位VGH，資料訊號10”的資料被該接收端讀取為0。後續，若該接收端再次接收到數位訊號10的同步結束訊號101(如第2A圖之第二個訊號同步階段T1’)，則代表本次訊號傳輸作業結束。
承上所述，為有效降低成本和耗電量，且能兼顧資料訊號10”的讀取正確性，本揭示係於數位訊號10傳輸時定義一資料讀取範圍，且利用一過取樣作業在該資料讀取範圍內來對數位訊號10進行取樣，進而正確地讀取出資 料訊號10”的內容。關於本實施例的同步訊號10’、資料訊號10”以及上述的過取樣作業將在後續的第3A圖做詳細說明。
第3A圖繪示應用本揭示之讀取資料的方法的一數位訊號示意圖。第3B圖繪示第3A圖中的資料訊號10”的放大圖。第4圖繪示本揭示之一種讀取資料的方法的流程圖，其例如可應用於具有一顯示接口(DisplayPort)介面之一電子裝置中。第6圖繪示本揭示之該同步訊號進行該過取樣作業的流程圖。請一併參考第3A-3B圖以及第4圖，本揭示之讀取資料的方法包括如下步驟： 首先，如步驟S10所述，接收具有一第一頻率的數位訊號10。其中，數位訊號10包括同步訊號10’以及資料訊號10”。在本實施例中，該第一頻率係以1MHz為例。
接著，如步驟S11所述，以第二頻率對數位訊號進行過取樣作業，並根據過取樣作業計算出多個取樣點。在一實施例中，係以一振盪器產生一第二頻率來對數位訊號10進行一過取樣作業，並根據該過取樣作業計算出多個取樣點100。其中，該第二頻率大於該第一頻率。一較佳實施例中，該第二頻率為該第一頻率的n倍。其他實施例中，n例如為大於1的整數，但不以此為限。上述振盪器可以是環形振盪器或是其他適當之振盪器。在本實施例中，為了方便說明起見，該第二頻率係以16MHz為例作說明，也就是說，n等於16。
接著，如步驟S12所述，以一第一計數器11計數該些取樣點100，以獲得一第一計數次數值(如第3A圖中第一計數器11的數值16或48等)。值得一提的是，本實施例在對同步訊號10’以及資料訊號10”進行過取樣作業的過程中，例如會有不同的該第一計數次數值的定義方式，但不以此為限。於此，本文先針對在對同步訊號10’進行過取樣作業時該第一計數次數值的定義方式作說明。
承上所述，於本實施例中，在對同步訊號10’進行過取樣作業的過程即如第6圖所示。第6圖所示的步驟S110至步驟S111即是說明進行該資料訊號10”傳輸前的該第一計數次數值的定義方式。請先一併參考第3A圖以及第6圖，首先，當計數的該些取樣點100的電位由該第一電位轉變至該第二電位時，記錄電位轉變之取樣點100對應的計數次數值，且第一計數器11的計數值重置回0，並重新計數(如第6圖之步驟S110)。進一步地，對應第3A圖以清楚地了解，當計數的該些取樣點100的電位例如由高電位VGH(第一電位)轉變至低電位VGL(第二電位)時，會記錄電位轉變之該取樣點對應的計數次數值，且該第一計數器11的計數值會重置回0，並重新計數。
舉例來說，於第3A圖中，於時刻t20時，所取樣之該取樣點對應的電位即是由高電位VGH轉變至低電位VGL，而第一計數器11的數值為16。故，數值16即會被記錄，且第一計數器11的計數值會重置回0。同樣地，在後續的過取樣作業中，於時刻t21時，所取樣的電位亦由高電位VGH轉變至低電位VGL。此時，該第一計數器11的數值為48。故，數值為48亦會被記錄。
值得一提的是，本實施例會經由上述判斷電位轉變之該取樣點100對應的計數次數值是否為前一次記錄的計數次數值的兩倍或兩倍以上來決定是否進行資料訊號10”的傳輸。詳細地說，當重新計數的該些取樣點100的電位再次由該第一電位轉變至該第二電位時，若判斷電位轉變之該取樣點100對應的計數次數值為前一次記錄的計數次數值的兩倍或兩倍以上，即會將本次記錄的計數次數值定義為該第一計數次數值，且該第一計數器的計數值重置回0，然後進行資料訊號10”的傳輸(如第6圖之步驟S111)。
上述說明可再對應第3A圖以清楚地了解。如第3A圖所示，於時刻t21，取樣點100的電位再次由高電位VGH轉變為低電位VGL，取樣點100對應的計數次數值為48，其為前一次記錄的計數次數值(即16)的三倍。因此，會將該第一計數次數值定義為48，然後進行資料訊號10”的傳輸。
接著，在獲得第一計數次數值之後，如步驟S13所述，基於該第一計數次數值對應定義出一第二計數次數值。在本實施例中，該第一計數次數值與該第二計數次數值之間具有一函數關係。該函數關係例如是一線性方程式y=cx，其中y為該第二計數次數值，x為該第一計數次數值，c為常數。相似地，本實施例在資料訊號10”傳輸前和傳輸後，亦會定義不同的常數c，但不以此為限。舉例來說，在資料訊號10”傳輸前，本實施例的c值例如設定為1/3。對應地，在進行資料訊號10”傳輸期間，c值例如可以設定為1。如第3A-3B圖所示，在資料訊號10”傳輸前(即訊號同步階段T1)，本實施例係將c值設定為1/3。因此，於第3A圖的時刻t21，且初始的該第一計數次數值被定義為數值48時，初始的該第二計數次數值經計算為數值16。
接著，請再一併參考第3B圖，在如步驟S13之後，會進行步驟S14，定義一單位間隔。簡單地說，在步驟S13所述之對應定義出第二計數次數值之後，本實施例會以該第二頻率對該資料訊號10”進行該第二計數次數值之該過取樣作業為一單位間隔(Unit Interval,UI)。舉例來說，於前述提及之初始的該第一計數次數值被定義為數值48時(如第3A圖所示)，初始的該第二計數次數值即為數值16。基於上述所提之初始的該第二計數次數值為數值16，故後續本實施例會以一第二計數器12在過取樣作業中計數該些取樣點的次數至數值16，而該區間即是所定義之單位間隔。
第5A圖繪示本揭示的第4圖中步驟S15的子流程圖。請一併參考第5A圖，後續，在完成單位間隔的定義(步驟S14)後，本實施例會再進行如第4圖所示之步驟S15：在該單位間隔內，定義一資料讀取範圍。在本實施例中，資料讀取範圍即是如第3B圖中陰影區域120所示。詳細地說，在開始執行資料訊號10”的傳輸後，本實施例會執行如第5A圖之步驟S150：以第二計數器12計數資料訊號10”進行該過取樣作業時該些取樣點100的次數。舉例來說，在開始執行資料訊號10”的傳輸後，本實施例會以第二計數器12在過取樣作業中計數該些取樣點的次數至數值16(如第3B圖所示)。進一步地，由第3B圖可清楚地知道，在本實施例之第一個單位間隔UI’內，會對資料訊號10”進行該第二計數次數值為16之該過取樣作業。亦即，本實施例是依據該第二計數次數值16來對單位間隔UI’內之該資料訊號10”進行該過取樣作業。其中，當第二計數器12計數該些取樣點的次數至該第二計數次數值之後，該第二計數器12會重置回0，並依據所更新的該第一計數次數值定義出的該第二計數次數值來進行後續的計數作業。進而，後續的單位間隔UI'''亦可以被定義出。
承上所述，在執行第5A圖之步驟S150之後，本實施例例如會繼續執行步驟S151：定義第二計數器12之計數次數i至j為該資料讀取範圍，進而達到僅對計數次數i至j的範圍進行讀取，以達有效降低成本和耗電量之目的。在本實施例中，計數次數i由一計算式：i=(m÷4)+k計算而得，計數次數j由一計算式：j=i+(m÷2)計算而得，其中m為該第二計數次數值；當m÷4之餘數為0至2時，k為0；當m÷4之餘數為3時，k為1。以單位間隔UI’為例，該第二計數次數值為數值16。即，m等於16。m÷4之餘數為0，所以k為0。因此，計數次數i經上述計算 式計算出為4，計數次數j亦經上述計算式計算出為12。故，定義出第二計數器12之計數次數4至12為該資料讀取範圍(如第3B圖所示)。
為了更清楚了解在不同單位間隔情況下之資料讀取範圍，本實施例係以第5B圖來進行說明。第5B圖繪示本揭示對應不同單位間隔的資料讀取範圍。如第5B圖所示，為了準確地讀取資料訊號10”的資料，對應各個單位間隔的資料讀取範圍不全然相同。例如，在該第二計數次數值為19的單位間隔內，其所對應的資料讀取範圍經計算為第二計數器12之計數次數值5至14。另外，在該第二計數次數值為12的單位間隔內，其所對應的資料讀取範圍經計算則為第二計數器12之計數次數值3至9。
請繼續參考第4圖，在完成步驟S15之定義一資料讀取範圍之後，執行步驟S16，讀取資料讀取範圍內的資料。詳細地說，在每一單位間隔之該資料讀取範圍內，當計數的該些取樣點100的電位由一第一電位轉變至一第二電位時，則資料訊號10”對應於該單位間隔的資料會被讀取為一第一數值。對應地，當計數的該些取樣點100的電位由該第二電位轉變至該第一電位時，則資料訊號10”對應於該單位間隔的資料會被讀取為一第二數值。在本實施例中，該第一電位不同於該第二電位，且該第一數值不同於該第二數值。進一步地說，該第一電位例如為高電位VGH，該第二電位例如為低電位VGL。此外，該第一數值例如為1，該第二數值例如為0。
於此，本實施例進一步地以單位間隔UI’為例做說明。請參考第3B圖，在本實施例中，於時刻t30時，資料訊號10”之取樣點100的電位例如是由高電位VGH轉變為低電位VGL，其中電位轉變之取樣點100的時刻t30係會位於第二計數器12之計數次數4至12的該資料讀取範圍(如上述說明)。因此，資料訊號 10”中單位間隔UI’的資料會被讀取為1。詳細地說，本實施例會使所定義出資料讀取範圍涵蓋電位轉變之取樣點100的時刻t30，進而讀取出資料訊號10”之單位間隔UI’的資料。如此一來，基於本實施例是在數位訊號10傳輸時定義一資料讀取的區間，並利用一過取樣作業在該資料讀取範圍內來對數位訊號10進行取樣和讀取，進而本實施例可以有效降低成本和耗電量，且能兼顧資料訊號10”的讀取正確性。
相同地，在本實施例中，針對UI”所定義出資料讀取範圍亦會涵蓋電位轉變之取樣點100的時刻t31，進而亦可讀取出資料訊號10”之單位間隔UI”的資料。詳細地說，在單位間隔UI”中，於時刻t31之取樣點100的電位係同樣於所定義出的該資料讀取範圍內發生低電位VGL轉變為高電位VGH的變化。對應地，資料訊號10”中單位間隔UI”的資料可被讀取為0。
值得一提的是，本實施例係在對同步訊號10’進行過取樣作業時採用一種第一計數次數值的定義方式，以獲得在資料訊號10”傳輸前的該第一計數次數值。對應地，本實施例在資料訊號10”進行傳輸時的該第一計數次數值則是採用另一種方式，該方式如下說明：當該資料讀取範圍內計數的該些取樣點100的電位由一第一電位轉變至一第二電位或由該第二電位轉變至該第一電位時，記錄電位轉變之該取樣點的計數次數值，並定義為該第一計數次數值。如第3B圖所示，於時刻t30、t32、t31時，取樣點100的電位是由高電位VGH轉變至低電位VGL或是由低電位VGL轉變至高電位VGH。雖然上述實施例在對同步訊號10’以及資料訊號10”進行過取樣作業的過程中有不同的該第一計數次數值的定義方式，但不以此為限。亦即，在其他較佳實施例中，對同步訊號10’以及資料訊號10”進行過取樣作業的過程中亦可有相同的該第一計數次數值的定義方式。
承上所述，本實施例於時刻t30、t32、t31時，即分別定義出數值為16、18、20的該第一計數次數值。對應地，該第二計數次數值可再對應地依據第一計數次數值來定義出。特別的是，如上文所提，本實施例在資料訊號10”傳輸前和傳輸後，該第一計數次數值與該第二計數次數值之間會有不同的定義，而在本實施例之進行資料訊號10”傳輸的期間，該第二計數次數值係等於第一計數次數值。進而，於資料訊號10”的傳輸期間，該第二計數次數值可依據對應的第一計數次數值來定義出。對應地，單位間隔以及資料讀取範圍如同上述說明亦可一併被定義出，本文在此即不再贅述。
承上所述，請再次參考第3A圖以及第6圖，於傳輸資料訊號10”且計數的該些取樣點100的電位由該第一電位轉變至該第二電位時，本實施例會判斷本次電位轉變之該些取樣點100對應的計數次數值是否為前一次記錄的計數次數值的兩倍或兩倍以上；若是，結束資料訊號10”的傳輸(如第6圖之步驟S112所述)。如第3A圖所示，於時刻t24，取樣點100的電位再次由高電位VGH轉變為低電位VGL，取樣點100對應的計數次數值為48，其為前一次記錄的計數次數值(即16)的三倍。因此，結束資料訊號10”的傳輸。
關於前述之步驟S13中該第二計數次數值的定義，本文於此再做詳細說明：由上文可知，本實施例之該第二計數次數值的定義係取決於二種情況。以該函數關係為y=cx為例，其中y為該第二計數次數值，x為該第一計數次數值，c為常數。第一種情況是在資料訊號10”傳輸前(即訊號同步階段T1)，c值例如是設定為1/3。因此，於第3A圖的時刻t21，且初始的該第一計數次數值被定義為數值48時，初始的該第二計數次數值經計算為數值16。第二種情況是在資料訊號10”傳輸時(即資料傳輸階段T2)，c值設定為1。亦即，該第二計數次數值 係等於第一計數次數值。進而，於資料訊號10”的傳輸期間，該第二計數次數值可直接依據對應的第一計數次數值來定義出，然後以暫存器13儲存該第二計數次數值。以單位間隔UI”為例，於時刻t31，取樣點100的電位由低電位VGL轉變為高電位VGH，第一計數器11的計數次數值為20，因此對應於單位間隔UI”的該第二計數次數值經計算得20。
特別的是，本實施例為在取樣頻率產生飄移時仍能確保資料訊號10”的資料可以維持在該資料讀取範圍內被讀取，本揭示之讀取資料的方法更包括一自我校正程序，其包括以下步驟：當該資料讀取範圍內所計數的該些取樣點100的電位由該第一電位轉變至該第二電位或由該第二電位轉變至該第一電位時，比較對應之第一計數器11與第二計數器12於電位轉變之取樣點100的計數次數值；若第二計數器12於電位轉變之取樣點100的計數次數值大於二分之一的第一計數器11於電位轉變之取樣點100的計數次數值，則增加第二計數器12的計數次數；以及若該第二計數器於電位轉變之取樣點100的計數次數值小於二分之一的第一計數器11於電位轉變之該取樣點的計數次數值，則減少第二計數器12的計數次數；其中，依據二分之一的第一計數器11於電位轉變之取樣點100的計數次數值與第二計數器12於電位轉變之取樣點100的計數次數值的差值來增加或是減少第二計數器12的計數次數。
在此，本實施例以單位間隔UI'''為例進行上述之自我校正程序的說明。請再參考第3B圖，於時刻t32，取樣點100的電位係由高電位VGH轉變為低電位VGL，第二計數器12的計數次數值為10，第一計數器11的計數次數值為18。換言之，於時刻t32，第二計數器12的計數次數值(數值10)係大於二分之一的第一計數器11的計數次數值(數值9)。因此，本實施例的自我校正程序會增加 第二計數器12的計數次數。進一步地說，本實施例會依據上述二分之一的第一計數器11的計數次數值和第二計數器12的計數次數值之間的差值作為偏移量來增加或是減少第二計數器12的計數次數。舉例來說，於時刻t32，二分之一的第一計數器11的計數次數值為9，而第二計數器12的計數次數值為10，故二者之差值為1。進而，基於第二計數器12的計數次數值大於二分之一的第一計數器11的計數次數值，且二者之差值為1，故本實施例的自我校正程序會將原本的第二計數器12的計數次數增加1。亦即，第二計數器12的計數次數值會由原本的數值18增加到數值19。如此一來，在經本實施例之自我校正程序之後，即能有效地讓電位轉變之取樣點100位於單位間隔的中央區域，進而確保資料訊號10”的資料可以維持在該資料讀取範圍內以被讀取。
此外，在本實施例中，係以該第一計數器11以及該第二計數器12重置回0再來進行後續的計數作業。在其他較佳實施例中，該第一計數器11以及該第二計數器12亦可不需重置回0，而是繼續以累計計數的方式來進行後續的計數作業。亦即，本揭示在此並不限制該第一計數器11以及該第二計數器12的計數方式。
第7圖繪示根據本揭示一實施例之資料讀取裝置的方塊圖。本揭示之資料讀取裝置5，用以讀取具有一第一頻率的數位訊號10的資料，其中該數位訊號包括一同步訊號及一資料訊號，資料讀取裝置5例如包括：第一計數器11、暫存器13、振盪器14及控制單元15。其中，第一計數器11、暫存器13以及振盪器14例如是耦接於控制單元15。在本實施例中，資料讀取裝置5通過一通訊介面讀取數位訊號10的資料，該通訊介面例如是繪示接口(DisplayPort)介面。
如第7圖所示，振盪器14用於產生一第二頻率，其中該第二頻率大於該第一頻率。在一實施例中，該第二頻率為該第一頻率的n倍，且n為大於1的整數。在一實施例中，該第一頻率係1MHz，該第二頻率係介於12MHz至16MHz之間。
第一計數器11用於計數該些取樣點，以獲得一第一計數次數值。暫存器13用於儲存該些取樣點的數量。控制單元15用於執行：以該第二頻率來對該數位訊號進行一過取樣作業，並根據該過取樣作業計算出多個取樣點；基於該第一計數次數值對應定義出一第二計數次數值；以該第二頻率對該資料訊號進行該第二計數次數值之該過取樣作業為一單位間隔；在該單位間隔內，定義一資料讀取範圍；以及在該資料讀取範圍內，當計數的該些取樣點的電位由一第一電位轉變至一第二電位時，則判斷該資料訊號對應於該單位間隔的資料為一第一數值，當計數的該些取樣點的電位由該第二電位轉變至該第一電位時，則判斷該資料訊號對應於該單位間隔的資料為一第二數值，其中該第一電位不同於該第二電位，且該第一數值不同於該第二數值。
再者，控制單元15更用於執行：當該資料讀取範圍內計數的該些取樣點的電位由該第一電位轉變至該第二電位或由該第二電位轉變至該第一電位時，記錄電位轉變之該取樣點的計數次數值，並定義為該第一計數次數值，且命令該第一計數器的計數值重置回0。
再者，控制單元15更用於執行：對該同步訊號進行該過取樣作業，以獲得在該資料訊號傳輸前的該第一計數次數值；當計數的該些取樣點的電位由該第一電位轉變至該第二電位時，記錄電位轉變之該取樣點對應的計數次數值，且命令該第一計數器的計數值重置回0，並重新計數；以及當重新計數的 該些取樣點的電位再次由該第一電位轉變至該第二電位時，判斷本次電位轉變之該取樣點對應的計數次數值是否為前一次記錄的計數次數值的兩倍或兩倍以上；若是，將本次記錄的計數次數值定義為該第一計數次數值，且命令該第一計數器的計數值重置回0，然後進行該資料訊號的傳輸。
再者，控制單元15更用於執行：於傳輸該資料訊號且計數的該些取樣點的電位由該第一電位轉變至該第二電位時，判斷本次電位轉變之該些取樣點對應的計數次數值是否為前一次記錄的計數次數值的兩倍或兩倍以上；若是，結束該資料訊號的傳輸。
再者，控制單元15更用於執行：將各該資料讀取範圍內之電位轉變的該取樣點對應的該第一計數器的計數次數值對應定義成該第二計數次數值；以及使暫存器13儲存該第二計數次數值。
如第7圖所示，資料讀取裝置5更包括第二計數器12，用於計數該資料訊號進行該過取樣作業時該些取樣點的次數。其中，第二計數器12亦例如是耦接於控制單元15。在本實施例中，控制單元15更用於執行：於該單位間隔內對該資料訊號進行依據該第二計數次數值的該過取樣作業，且當該單位間隔結束時，命令該第二計數器重置回0；定義該第二計數器之計數次數i至j為該資料讀取範圍；其中，計數次數i由一計算式：i=(m÷4)+k計算而得，計數次數j由一計算式：j=i+(m÷2)計算而得，其中m為該第二計數次數值；當m÷4之餘數為0至2時，k為0；當m÷4之餘數為3時，k為1。
再者，控制單元15更用於執行：當該資料讀取範圍內所計數的該些取樣點的電位由該第一電位轉變至該第二電位或由該第二電位轉變至該第一電位時，比較對應之該第一計數器與該第二計數器於電位轉變之該取樣點的計 數次數值；若該第二計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值大於二分之一的該第一計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值，則增加該第二計數器的計數次數；以及若該第二計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值小於二分之一的該第一計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值，則減少該第二計數器的計數次數；其中，依據二分之一的該第一計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值與該第二計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值的差值來增加或是減少該第二計數器的計數次數。
在其他實施例中，該第二頻率較佳地可被選擇為介於12MHz至16MHz之間，但不以此為限。
綜上所述，本揭示主要利用一種過取樣(over-sampling)的方式對一數位訊號進行同步，並正確地擷取資料。再者，本揭示只利用一振盪器，而不需要使用鎖相迴路。因此，可以有效降低成本和耗電量。
雖然本揭示已用較佳實施例揭示如上，然其並非用以限定本揭示，本揭示所屬技術領域中具有通常知識者在不脫離本揭示之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
S10,S11,S12,S13,S14,S15,S16:步驟

Claims (18)

  1. 一種讀取資料的方法，包括：接收具有一第一頻率的一數位訊號，其中該數位訊號包括一同步訊號以及一資料訊號；以一振盪器產生一第二頻率來對該數位訊號進行一過取樣作業，並根據該過取樣作業計算出多個取樣點，其中該第二頻率大於該第一頻率；以一第一計數器計數該些取樣點，以獲得一第一計數次數值；基於該第一計數次數值對應定義出一第二計數次數值，其中該第一計數次數值與該第二計數次數值之間具有一函數關係；以該第二頻率對該資料訊號進行該第二計數次數值之該過取樣作業為一單位間隔；以及在該單位間隔內，定義一資料讀取範圍；以及在該資料讀取範圍內，當計數的該些取樣點的電位由一第一電位轉變至一第二電位時，則該資料訊號對應於該單位間隔的資料被讀取為一第一數值，當計數的該些取樣點的電位由該第二電位轉變至該第一電位時，則該資料訊號對應於該單位間隔的資料被讀取為一第二數值；其中，該第一電位高於該第二電位，且該第一數值不同於該第二數值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之讀取資料的方法，其中當該資料讀取範圍內計數的該些取樣點的電位由該第一電位轉變至該第二電位或由該第二電位轉變至該第一電位時，記錄電位轉變之該取樣點的計數次數值，並定義為該第一計數次數值，且該第一計數器的計數值重置回0。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之讀取資料的方法，其中對該數位訊號進行該過取樣作業的步驟包括對該同步訊號進行該過取樣作業，以獲得在該資料訊號傳輸前的該第一計數次數值，其中對該同步訊號進行該過取樣作業的步驟包括： 當計數的該些取樣點的電位由該第一電位轉變至該第二電位時，記錄電位轉變之該取樣點對應的計數次數值，且該第一計數器的計數值重置回0，並重新計數；以及當重新計數的該些取樣點的電位再次由該第一電位轉變至該第二電位時，判斷本次電位轉變之該取樣點對應的計數次數值是否為前一次記錄的計數次數值的兩倍或兩倍以上；若是，將本次記錄的計數次數值定義為該第一計數次數值，且該第一計數器的計數值重置回0，然後進行該資料訊號的傳輸。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之讀取資料的方法，更包括：於傳輸該資料訊號且計數的該些取樣點的電位由該第一電位轉變至該第二電位時，判斷本次電位轉變之該取樣點對應的計數次數值是否為前一次記錄的計數次數值的兩倍或兩倍以上；若是，結束該資料訊號的傳輸。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之讀取資料的方法，更包括：將各該資料讀取範圍內之電位轉變的該取樣點對應的該第一計數器的計數次數值對應定義成該第二計數次數值；以及以一暫存器儲存該第二計數次數值。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之讀取資料的方法，更包括：以一第二計數器計數該資料訊號進行該過取樣作業時該些取樣點的次數，其中係依據該第二計數次數值對該單位間隔內之該資料訊號進行該過取樣作業，且當該單位間隔結束時，該第二計數器重置回0。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之讀取資料的方法，其中定義該資料讀取範圍的步驟包括：定義該第二計數器之計數次數i至j為該資料讀取範圍； 其中，計數次數i由一計算式：i=(m÷4)+k計算而得，計數次數j由一計算式：j=i+(m÷2)計算而得，其中m為該第二計數次數值；當m÷4之餘數為0至2時，k為0；當m÷4之餘數為3時，k為1。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之讀取資料的方法，更包括：當該資料讀取範圍內所計數的該些取樣點的電位由該第一電位轉變至該第二電位或由該第二電位轉變至該第一電位時，比較對應之該第一計數器與該第二計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值；若該第二計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值大於二分之一的該第一計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值，則增加該第二計數器的計數次數；以及若該第二計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值小於二分之一的該第一計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值，則減少該第二計數器的計數次數；其中，依據二分之一的該第一計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值與該第二計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值的差值來增加或是減少該第二計數器的計數次數。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之讀取資料的方法，其中該第二頻率為該第一頻率的n倍，且n為大於1的整數。
  10. 一種資料讀取裝置，用以讀取具有一第一頻率的一數位訊號，其中該數位訊號包括一同步訊號及一資料訊號，該資料讀取裝置包括：一振盪器，用於產生一第二頻率，其中該第二頻率大於該第一頻率；一第一計數器，用於計數該些取樣點，以獲得一第一計數次數值；以及一控制單元用於執行： 以該第二頻率對該數位訊號進行一過取樣作業，並根據該過取樣作業計算出多個取樣點；基於該第一計數次數值對應定義出一第二計數次數值其中該第一計數次數值與該第二計數次數值之間具有一函數關係；以該第二頻率對該資料訊號進行該第二計數次數值之該過取樣作業為一單位間隔；在該單位間隔內，定義一資料讀取範圍；以及在該資料讀取範圍內，當計數的該些取樣點的電位由一第一電位轉變至一第二電位時，則判斷該資料訊號對應於該單位間隔的資料為一第一數值，當計數的該些取樣點的電位由該第二電位轉變至該第一電位時，則判斷該資料訊號對應於該單位間隔的資料為一第二數值，其中該第一電位不同於該第二電位，且該第一數值高於該第二數值。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之資料讀取裝置，其中該控制單元更用於執行：當該資料讀取範圍內計數的該些取樣點的電位由該第一電位轉變至該第二電位或由該第二電位轉變至該第一電位時，記錄電位轉變之該取樣點的計數次數值，並定義為該第一計數次數值，且命令該第一計數器的計數值重置回0。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之資料讀取裝置，其中該控制單元更用於執行：對該同步訊號進行該過取樣作業，以獲得在該資料訊號傳輸前的該第一計數次數值；當計數的該些取樣點的電位由該第一電位轉變至該第二電位時，記錄電位轉變之該取樣點對應的計數次數值，且命令該第一計數器的計數值重置回0，並重新計數；以及 當重新計數的該些取樣點的電位再次由該第一電位轉變至該第二電位時，判斷本次電位轉變之該取樣點對應的計數次數值是否為前一次記錄的計數次數值的兩倍或兩倍以上；若是，將本次記錄的計數次數值定義為該第一計數次數值，且命令該第一計數器的計數值重置回0，然後進行該資料訊號的傳輸。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之資料讀取裝置，其中該控制單元更用於執行：於傳輸該資料訊號且計數的該些取樣點的電位由該第一電位轉變至該第二電位時，判斷本次電位轉變之該取樣點對應的計數次數值是否為前一次記錄的計數次數值的兩倍或兩倍以上；若是，結束該資料訊號的傳輸。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之資料讀取裝置，更包括一暫存器，而該控制單元更用於執行：將各該資料讀取範圍內之電位轉變的該取樣點對應的該第一計數器的計數次數值對應定義成該第二計數次數值；以及使該暫存器儲存該第二計數次數值。
  15. 如申請專利範圍第10項所述之資料讀取裝置，更包括一第二計數器，依據該第二計數次數值進行該資料訊號於該過取樣作業時的計數，而該控制單元更於該單位間隔內依據第二計數次數值對該資料訊號進行該過取樣作業，且當該單位間隔結束時，命令該第二計數器重置回0。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之資料讀取裝置，其中該控制單元更用於執行：定義該第二計數器之計數次數i至j為該資料讀取範圍； 其中，計數次數i由一計算式：i=(m÷4)+k計算而得，計數次數j由一計算式：j=i+(m÷2)計算而得，其中m為該第二計數次數值；當m÷4之餘數為0至2時，k為0；當m÷4之餘數為3時，k為1。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之資料讀取裝置，其中該控制單元更用於執行：當該資料讀取範圍內所計數的該些取樣點的電位由該第一電位轉變至該第二電位或由該第二電位轉變至該第一電位時，比較對應之該第一計數器與該第二計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值；若該第二計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值大於二分之一的該第一計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值，則增加該第二計數器的計數次數；以及若該第二計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值小於二分之一的該第一計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值，則減少該第二計數器的計數次數；其中，依據二分之一的該第一計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值與該第二計數器於電位轉變之該取樣點的計數次數值的差值來增加或是減少該第二計數器的計數次數。
  18. 如申請專利範圍第10項所述之資料讀取裝置，其中該第二頻率為該第一頻率的n倍，且n為大於1的整數。
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