DE60033606T2

DE60033606T2 - Empfänger zur Rückgewinnung von in einem seriellen Kommunikationskanal kodierten Daten

Info

Publication number: DE60033606T2
Application number: DE60033606T
Authority: DE
Inventors: Alexander Julian Half Moon Bay Eglit
Original assignee: Genesis Microchip Delaware Inc
Current assignee: Tamiras Per Pte Ltd LLC
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 2000-03-22
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2020-03-23
Also published as: TW474083B; US20020031198A1; EP1087564B1; US6430240B1; EP1087564A3; US6272193B1; EP1087564A2; DE60033606D1; ATE355669T1; JP2001111632A; KR100400186B1; KR20010029620A; JP4663850B2

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Datenkommunikationen und genauer auf einen Empfänger, der effizient die Daten zurückgewinnen kann, die in einem seriellen Hochgeschwindigkeitskanal kodiert sind. Die Erfindung findet insbesondere in digitalen Anzeigeeinheiten, wie bspw. Flachschirmmonitoren Anwendung.
Stand der Technik
Empfänger werden oft verwendet, um Daten zurück zu gewinnen, die auf einem seriellen Kommunikationskanal empfangen werden. In einem typischen Szenario kodiert ein Kodierer Information (Daten) in Form einer Abfolge von Symbolen, und ein Modulator generiert ein Signal, das die Abfolge von Symbolen in einem seriellen Kommunikationskanal kodiert. Der Empfänger empfängt das Signal und gewinnt die kodierten Symbole zurück. Nachdem die Symbole zurück gewonnen sind, kann dann leicht die Information, die durch die Symbole repräsentiert wird, generiert werden.
Um die Symbole, die in einem empfangenen Signal kodiert sind, zurück zu gewinnen, überabtasten Empfänger häufig das empfangene Signal, um mehrere Abtastwerte für jedes Symbol zu erzeugen. Überabtasten bezieht sich allgemein auf das Abtasten eines Signals eine größere Anzahl von Malen als die Anzahl von Symbolen, die in dem Signal kodiert sind. Typische Empfänger umfassen einen Phasenaufnehmer, um unter den Abtastwerten auszuwählen, wobei die ausgewählten Abtastwerte das Symbol wiedergeben, das in dem empfangenen Signal kodiert ist. Wenn zur Illustration angenommen wird, dass ein Eingangssignal mit einem Faktor L (wobei L eine positive ganze Zahl ist) überabgetastet wird, sind die Phasenaufnehmer allgemein ausgelegt, einen von L Abtastwerten auszuwählen.
Ein Empfänger nach dem Stand der Technik kann eine optimale Abtastphase für eine Gruppe von aufeinanderfolgenden Symbolen bestimmen und die Abtastwerte gemäß der optimalen Abtastphase auswählen. Zum Beispiel kann eine mittlere Abtastphase bestimmt werden und als die optimale Abtastphase verwendet werden. Solch ein Ansatz ist allgemein einfach umzusetzen und kann deshalb in vielen Situationen geeignet sein.
In einigen Umgebungen können solche Ansätze jedoch ungeeignet sein. Zum Beispiel können die Symbolgrenzen aufgrund von Bedingungen, wie beispielsweise Rauschen und Kanalfehlabstimmung verschoben werden. Wenn die Auswahl von Abtastwerten nur auf einer optimalen Abtastphase (für eine Gruppe von aufeinanderfolgenden Symbolen) beruht, mögen die ausgewählten Abtastwerte aufgrund der Verschiebungen nicht genau die kodierten Symbole wiedergeben.
Die Wahrscheinlichkeit von solchen Ungenauigkeiten steigt allgemein an, wenn das Verhältnis der Kodierungsfrequenz zu der Bandbreite des Sendemediums höher ist. So können bei vielen Medien, die eine begrenzte Bandbreite aufweisen, kurze Verschiebungen bei den Grenzen, wenn die Symbole mit hoher Frequenz kodiert werden, dazu führen, dass ein Symbol ausgelassen wird oder mehr als ein Abtastwert eines Symbols ausgewählt wird. Mit anderen Worten können die Abtastwerte, wenn sich die Grenzen so verschieben, dass sie die entsprechende Symbolperiode (die Dauer über die ein Symbol kodiert ist) verkürzen, von einem entsprechenden Symbol insgesamt ausgelassen werden. Auf der anderen Seite kann, wenn die Symbolperiode lang ist, mehr als ein Abtastwert für ein entsprechendes Symbol ausgewählt werden. Beide Fälle können zumindest in einigen Situationen unakzeptabel sein.
Ein Ansatz des Standes der Technik kann den Überabtastfaktor erhöhen und die Abtastwerte untersuchen, um die optimalen Abtastwerte zu bestimmen, die die kodierten Daten wiedergeben. Empfänger, die auf einem solch hohen Überabtastfaktor basieren, können jedoch zusätzliche Leistung erfordern und können auch in erhöhte Gesamtkosten bei der Konstruktion und Herstellung resultieren. Zumindest in Märkten, die auf Endverbrauchermärkte abzielen, können die erhöhten Kosten und Leistungsanforderungen nicht akzeptabel sein.
Ein anderer Ansatz des Stands der Technik, der in der EP 0 669 732 beschrieben ist, verwendet zwei digitale Filterschaltungen, um eine Phasendifferenz bei einem empfangenen Eingangsdatensignal zu erhalten. Bei diesem Verfahren wird eine einzige Phasendetektion basierend auf denselben Abtastwertsymbolen durchgeführt, und zwei Phasensignale werden durch ein erstes Tiefpassfiltern des Abtastwerts über ein erstes Filter und ein nachfolgendes Tiefpassfiltern des Ausgangs des ersten Filters durch ein zweites Filter bereitgestellt.
Ein weiterer Ansatz ist in der EP 0 578 437 diskutiert, die basierend auf der Historie von vorhergehenden Paketsynchronisationen von demselben Sender einen statische Phase-Status bestimmt. Das Verfahren lehrt das Abschätzen der Grenzen zwischen und/oder der Phasenorientierung von Bits in einem schnappschussartigen Datenmuster des empfangenen Signals, das einem Feld von Verzögerungselementen unterworfen wurde, wobei das Muster einen momentanen Zustand der Daten anzeigt.
Deshalb ist das, was benötigt wird, ein Verfahren und eine Vorrichtung, die es einem Empfänger ermöglichen, Daten exakt zurückzugewinnen, die in einem seriellen Kommunikationskanal kodiert sind, zumindest unter Minimierung der Kosten und Leistungsanforderungen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es einem Empfänger, die Informationen, die in einem Symbolstrom, welcher über einen seriellen Kommunikationskanal empfangen wird, exakt zurückzugewinnen. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere nützlich in Umgebungen, in denen die Abtastwerte mit hoher Datenübertragungsgeschwindigkeit kodiert werden. Ein Empfänger gemäß der vorliegenden Erfindung kann einen ADW (oder mehrerer ADW, die logisch als ein einzelner ADW betrachtet werden) umfassen, um ein empfangenes Signal gemäß einem Abtastzeittaktsignal überabzutasten, um mehrere Abtastwerte zu erzeugen.
Ein Übergangsdetektor kann Übergangsindikatoren erzeugen, wobei jeder Übergangsindikator auf die Anwesenheit eines Übergangs bei den Werten von zwei aufeinanderfolgenden Abtastwerten hinweist. Eine statische Phase-Bestimmungsschaltung kann eine statische Phase bestimmen, die eine Langzeitphasenverschiebung des Signals relativ zu einem Abtastzeittaktsignal wiedergibt, wobei die Langzeitphasenverschiebung des Signals basierend auf vielen vorherigen Abtastwerten bestimmt wird, die vorherigen Signalen entsprechen.
Ein Tokenanalysator kann die Übergangsindikatoren untersuchen, die einigen Symbolen einschließlich eines aktuellen Symbols entsprechen, um jegliche Kurzzeitphasenverschiebung von Grenzen zwischen Symbolen um das aktuelle Symbol auf einer symbolweisen Basis zu bestimmen. Der Tokenanalysator kann bestimmen, welcher Abtastwert das aktuelle Symbol gemäß der Langzeitphasenverschiebung und der Kurzzeitphasenverschiebung wiedergibt. Ein Abtastwertauswähler kann den Abtastwert, der von dem Tokenanalysator bestimmt wurde, als das aktuelle Symbol wiedergebend auswählen.
Durch Berücksichtigen der Kurzzeitphasenverschiebung ermöglicht es die vorliegende Erfindung den Abtastwerten, selbst in der Anwesenheit von Symbolperiodenänderungen für einzelne Symbole genau ausgewählt zu werden. Potentiell kann die Abtastwertauswahl auf einer symbolweisen Basis vorgenommen werden.
Der Empfänger kann weiterhin einen Tokenzuordner enthalten, um die Übergangsindikatoren in mehrere Token aufzuteilen, wobei jeder Token eine Anzahl von Übergangsindikatoren enthält, die gleich einem Überabtastfaktor ist. Jeder Token ist einem Symbol zugeordnet, und der Token, der dem derzeitigen Symbol entspricht, wird durch das Abtastzeittaktsignal bestimmt.
Der Tokenanalysator und die statische Phase-Bestimmungsschaltung sind vorgesehen, um die Token entsprechend den wenigen Symbolen zu untersuchen, um jegliche Phasenverschiebung bei den Grenzen relativ zu dem Abtastzeittaktsignal zu bestimmen und so die Bestimmung bezüglich der Verschiebung bei den Grenzen beim Berechnen der statischen Phase zu verwenden. Die statische Phase-Bestimmungsschaltung kann anzeigen, ob das Signal relativ zu der Bestimmung des Abtastzeittaktsignals früh, spät oder neutral ist.
Die statische Phase-Bestimmungsschaltung ist vorgesehen, "harte Identifizierer" zu erzeugen, wenn die Untersuchung der Token, die den wenigen Symbolen entsprechen, darauf hinweist, dass das Signal relativ zu dem Abtastzeittaktsignal früh, spät oder neutral ist, und um "weiche Identifizierer" zu erzeugen, falls die Untersuchung der Token entsprechend den wenigen Symbolen anzeigt, dass das Signal nicht früh, nicht spät oder nicht neutral ist. Da die harten Identifizierer im Allgemeinen eine stärker deterministische Information bezüglich der relativen Phasenverschiebung bereitstellen, wird den harten Identifizierern bei der Bestimmung der statischen Phase mehr Gewicht als den weichen Identifizierer gegeben. In einer Ausführungsform können die weichen Identifizierer ignoriert werden.
Ein Empfänger gemäß der vorliegenden Erfindung kann in einer digitalen Anzeigeeinheit verwendet werden, wobei die Symbole mit einem Alphabet kodiert sind, das zwei Elemente (0 und 1) enthält. Der Übergangsdetektor kann mehrere XOR-Gatter enthalten, um ein XOR von zwei aufeinander folgenden Abtastwerten zur erzeugen. Das Signal kann mit einem Faktor von 3 überabgetastet werden, und die vorliegende Erfindung erlaubt es den Abtastwerten selbst dann genau ausgewählt zu werden, wenn nur ein einziger Abtastwert für ein Symbol erzeugt wird, zum Beispiel aufgrund von Jitter bei dem Abtastzeittakt oder anderweitig durch Rauschen. Allgemein erlaubt die vorliegende Erfindung die genaue Zurückgewinnung eines Symbols, selbst dann, wenn der Abtastzeittakt um 0 bis L-1 Abtastwerte verschoben ist.
Zusätzlich kann der Tokenanalysator implementiert sein, um den spezifischen Abtastwert zu bestimmen, der für ein Symbol auszuwählen ist, indem ein einzelner Token (der dem aktuellen Symbol entspricht) und die statische Phase untersucht werden. Aufgrund der minimalen erforderlichen Verarbeitung ist die vorliegende Erfindung insbesondere für Umgebungen geeignet, in denen die Symbole mit hoher Datenübertragungsrate kodiert werden.
Deshalb stellt die vorliegende Erfindung einen Empfänger bereit, der die Symbole, welche in einem seriellen Kommunikationskanal empfangen werden, genau zurück gewinnen kann, da der spezielle Abtastwert, der auszuwählen ist, potentiell auf einer symbolweisen Basis bestimmt werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für Umgebungen geeignet, in denen Symbole mit hoher Datenübertragungsrate kodiert werden, da die speziellen Abtastwerte, die auszuwählen sind, ausgewählt werden können, ohne umfangreiche Verarbeitung zu erfordern.
Die vorliegende Erfindung erlaubt das schnelle Zurückgewinnen der Symbole, da der statische Phase-Status parallel zu der Selektion der Abtastwerte auf einer symbolweisen Basis berechnet werden kann.
Die vorliegende Erfindung erlaubt die schnelle Zurückgewinnung der Symbole, da die Berechnung des statische Phase-Status ermöglichen kann, dass die Abtastwerte mit minimalem Suchen und/oder Verarbeiten ausgewählt werden können; zum Beispiel brauchen in dem Fall eines Überabtastens von 3 nur die Vergleichspunkte untersucht zu werden, die sich auf das vorliegende Symbol beziehen.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere nützlich in Anzeigeeinheiten, die Signale empfangen, welche bei hoher Frequenz mit Pixeldatenelementen kodiert sind, da die kodierten Daten gemäß der vorliegenden Erfindung genau zurück gewonnen werden können.
Die vorliegende Erfindung erlaubt das genaue Zurückgewinnen von Symbolen, die in einem seriellen Kommunikationskanal kodiert sind, da die Grenzinformationen um ein derzeitiges Symbol beim Bestimmen des auszuwählenden spezifischen Abtastwerts berücksichtigt werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie die Struktur und die Betriebsweise von verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung werden unten detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen weisen gleiche Bezugszeichen allgemein auf identische, funktionell ähnliche und/oder strukturell ähnliche Elemente hin. Die Zeichnung, in der ein Element zuerst erscheint, ist bei den entsprechenden Bezugszeichen durch die am weitesten links stehende(n) Ziffer(n) angegeben.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, wobei:
1 ein Blockdiagramm ist, das eine typische Umgebung illustriert, in der ein Empfänger gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert sein kann;
2 ein Blockdiagramm ist, das einen Empfänger gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert;
3A ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Zurückgewinnen von Symbolen, die in einem seriellen Kommunikationskanal kodiert sind, gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert;
3B ein Flussdiagramm ist, das ein alternatives Verfahren zum Zurückgewinnen von Symbolen, die in einem seriellen Kommunikationskanal kodiert sind, gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert;
4 ein Blockdiagramm ist, das eine Ausführungsform eines Phasenaufnehmers illustriert, der gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert ist;
5 ein Blockdiagramm ist, das eine Ausführungsform des Übergangsdetektors gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert;
6 ein Blockdiagramm ist, das eine Ausführungsform eines Tokenanalysators gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert;
7 ein Blockdiagramm ist, das eine Ausführungsform einer statische Phase-Bestimmungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert;
8 ein Blockdiagramm ist, das eine Ausführungsform eines Wertzahlberechners gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert;
9 ein Blockdiagramm ist, das eine Ausführungsform eines Entscheiders gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert;
10 ein Blockdiagramm ist, das eine Ausführungsform eines Signalqualitätsbewerters gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert;
11 ein Blockdiagramm eines Computersystems ist, das eine Beispielsumgebung illustriert, in der die vorliegende Erfindung implementiert werden kann:
12 ein Blockdiagramm eines digitalen Anzeigemonitors gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
13 ein Zeitablaufdiagramm ist, das die neutrale, späte und frühe Phase illustriert, wie sie in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1. Übersicht und Diskussion der Erfindung
Ein Phasenaufnehmer gemäß der vorliegenden Erfindung kann Abtastwerte potentiell auf einer symbolweisen Basis auswählen, während die Gesamtkosten und die elektrischen Leistungsanforderungen minimiert werden. Um solch eine Auswahl zu bewirken, kann der Phasenaufnehmer eine statische Phaseverschiebung bestimmen, die eine mittlere Phasenverschiebung von Symbolen basierend auf mehreren vorangegangenen Abtastwerten wiedergibt, und dann den speziellen, für jedes Symbol auszuwählenden Abtastwert durch Untersuchen der Abtastwerte, die das Symbol wiedergeben, bestimmen.
Da die Abtastwerte auf einer symbolweisen Basis ausgewählt werden, kann ein Empfänger die Daten, die auf einem seriellen Kommunikationskanal empfangen werden, genau zurückgewinnen. Der statische Phase-Status kann Langzeitphasenverschiebungen bei den Symbolgrenzen berücksichtigen, während die kurzzeitigen Phasenverschiebungen durch die Untersuchung der Abtastwerte berücksichtigt werden können, die potentiell das Symbol wiedergeben.
Die vorliegende Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf verschiedene Illustrationsbeispiele detaillierter beschrieben. Eine typische Konfiguration, in der die vorliegende Erfindung implementiert werden kann, wird zuerst beschrieben.
2. Beispielskonfiguration
1 ist ein Blockdiagramm, das eine typische Konfiguration illustriert, in der die vorliegende Erfindung implementiert werden kann. Kodierer 110 empfängt Daten auf einem Pfad 101 und kodiert die Daten in Symbole. Jedes Symbol enthält typischerweise eine vorbestimmte Anzahl von Bits. Der Kodierer 110 sendet die Symbole auf einer Verbindung 112 zu einem Modulator 120. Der Kodierer 110 kann in einer bekannten Weise implementiert sein.
Der Modulator 120 kann die Symbole, die auf der Verbindung 112 empfangen werden, in ein Signal kodieren, und das Signal auf einem seriellen Kommunikationskanal 127 senden. Der Kommunikationskanal 127 kann auch Synchronisationssignale umfassen. Der Modulator 120 und der Kodierer können in einer bekannten Weise implementiert sein.
Ein Empfänger 170 empfängt ein Signal über den seriellen Kommunikationskanal 127 und gewinnt die Symbole, die in dem Signal enthalten sind, gemäß der vorliegenden Erfindung zurück. Der Empfänger 170 kann die zurück gewonnenen Symbole an einen Decoder 190 senden, der die Symbole decodiert, um Daten auf einem Pfad 191 zu erzeugen. Wenn die Zurückgewinnung der Symbole genau ist, gleichen die Daten auf dem Pfad 191 den Daten, die auf dem Pfad 101 empfangen wurden. Die Funktion und Implementierung des Empfängers 170, der solch eine genaue Zurückgewinnung ermöglicht, wird unten in weiterem Detail beschrieben.
3. Empfänger
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform des Empfängers 170 gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert. Der Empfänger 170 kann einen analog-zu-digital-Wandler (ADW) 210, einen Zeittaktgenerator 230 und einen Phasenaufnehmer 250 enthalten. Jede Komponente ist unten in weiterem Detail beschrieben.
Der Zeittaktgenerator 230 kann jedwede Synchronisationssignale empfangen, die in dem seriellen Kommunikationspfad 127 enthalten sind und basierend auf den Synchronisationssignalen ein Abtastzeittaktsignal 231 generieren. Das Abtastzeittaktsignal 231 kann eine Frequenz gleich dem Überabtastfaktor mal der Frequenz der Kodierung der Symbole in dem auf dem seriellen Kommunikationspfad 127 empfangenen Symbolen sein. Der Zeittaktgenerator 230 kann in bekannter Wese implementiert sein.
Der ADW 210 überabtastet das Signal, das auf dem seriellen Kommunikationssignal 127 empfangen wird, unter der Steuerung durch das Zeittaktsignal 231. Die Anzahl der Abtastwerte ist ungefähr gleich der Anzahl von Symbolen mal dem Überabtastfaktor. Der ADW 210 kann auch in einer bekannten Weise implementiert sein, um diskrete Datenabtastwerte zu produzieren, die durch ein oder mehrere Bits wiedergegeben werden. Der Phasenaufnehmer 250, der gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert ist, empfängt die Abtastwerte auf dem Pfad 215 und selektiert die Abtastwerte, die die Symbole wiedergeben, die in dem seriellen Kommunikationssignal 227 kodiert sind.
In einigen Umgebungen mag es wünschenswert sein, mit einer niedrigeren Zeittaktfrequenz zu arbeiten, als oben bezüglich des Zeittaktgenerators 230 beschrieben wurde. Dementsprechend können in einer alternativen Ausführungsform gleich beabstandete Mehrphasenzeittaktsignale von dem Zeittaktgenerator 230 generiert werden, und jede Phase kann an einen von mehreren ADW bereitgestellt werden. Die durch die ADW erzeugten Abtastwerte können durch den Phasenaufnehmer 250 verarbeitet werden.
In einer speziellen Implementierung, die unten unter Bezugnahme auf 4 beschrieben wird, können 12 ADW verwendet werden, um 60 Abtastwerte bereitzustellen, die sich auf 20 Symbole (Überabtastfaktor von 3) alle fünf Zeittaktzyklen beziehen. Die sechzig Abtastwerte können hier in der Beschreibung als ein "Wort" bezeichnet werden. Diese Implementierung kann einen Zeittakt mit nur 1/60 der Frequenz des Zeittakts erfordern, der mit einem einzelnen ADW arbeitet. Der Phasenaufnehmer 250 kann die 20 Symbole potentiell parallel verarbeiten, während er Wartezeiten und Puffererfordernisse minimiert.
Die vorliegende Erfindung kann jedoch mit einem unterschiedlichen Niveau an Parallelisierung (einschließlich mit nur einem ADW) implementiert werden, wie dem Fachmann auf dem relevanten Gebiet aufgrund der hier vorliegenden Offenbarung deutlich sein wird. Ein Verfahren, das die Betriebsweise des Phasenaufnehmers 250 illustriert, der in Verbindung mit den obigen Implementationen arbeitet, wird zuerst beschrieben. Dann wird ein Implementationsbeispiel für den Phasenaufnehmer 250 beschrieben.
4. Verfahren
3A ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Zurückgewinnen von Symbolen, die in einem seriellen Kommunikationskanal kodiert sind, gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert.
Das Flussdiagramm wird zur Illustration unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Das Verfahren beginnt im Schritt 301, in dem die Kontrolle auf Schritt 310 übergeht. In Schritt 310 kann der Phasenaufnehmer 250 Abtastwerte empfangen, die durch Überabtasten eines Signals erzeugt wurden, das auf einem seriellen Kommunikationskanal empfangen wurde. Der Phasenaufnehmer 250 kann die Symbole gemäß der vorliegenden Erfindung zurückgewinnen, wie unten detaillierter beschrieben wird.
In Schritt 320 kann der Phasenaufnehmer 250 ein Abtastzeittaktsignal empfangen, das zum Beispiel durch einen Zeittaktgenerator 230 erzeugt wird. In Schritt 330 kann der Phasenaufnehmer den Übergang beim Wert der Abtastwerte bestimmen. Die Übergänge weisen allgemein auf die Grenze zwischen aufeinanderfolgenden Symbolen hin, wobei angenommen wird, dass die aufeinanderfolgenden Symbole unterschiedliche Werte aufweisen.
In Schritt 350 kann der Phasenaufnehmer 250 eine statische Phasenverschiebung bestimmen, die die mittlere Grenzverschiebung der Symbolgrenzen relativ zu dem Abtastzeittaktsignal wiedergibt, durch Untersuchen vieler Abtastwerte, die vorherigen Symbolen entsprechen. Die statische Phasenverschiebung kann nur die ungefähren Abtastwerte bestimmen, die ein derzeit untersuchtes Symbol wiedergeben, aufgrund der Kurzzeitphasenverschiebungen, die in die statische Phasenverschiebung nicht als Faktor eingehen können.
In Schritt 370 bestimmt der Phasenaufnehmer 250 eine dynamische Phasenverschiebung, die solche kurzzeitigen Phasenverschiebungen von Grenzen wiedergibt. Die dynamischen Phasenverschiebungen können durch Untersuchen der Abtastwerte, die sehr wenigen Symbolen (potentiell allein dem derzeitigen Symbol) entsprechen, wie unten detaillierter beschrieben wird.
In Schritt 380 kann der Phasenaufnehmer basierend auf den bestimmten statischen und dynamischen Phasenverschiebungen einen der Abtastwerte auswählen, der die maximale Wahrscheinlichkeit aufweist, das derzeitige Symbol wiederzugeben. Die Schritte 350 und 370 von 3A können jedes Mal zum Auswählen eines Abtastwerts, der jedes Symbol wiedergibt, wiederholt werden. Der statische Phase-Status kann in dem Prozess aktualisiert werden. Die Weise, in der die statische Phase und die dynamische Phase bestimmt werden können, und die Weise, in der ein Abtastwert als ein Symbol wiedergebend ausgewählt werden kann, werden unten im weiteren Detail beschrieben.
Es sollte angemerkt werden, dass die Abfolge der Schritte nur repräsentativ ist und die Schritte in einer anderen Ordnung ausgeführt werden können, ohne aus dem Bereich der vorliegenden Erfindung zu gelangen. Zusätzlich können die Schritte parallel zueinander ausgeführt werden, insbesondere wenn die Symbole mit einer hohen Datenübertragungsrate empfangen werden. Das Flussdiagramm gemäß 3B illustriert eine Beispielsimplementierung, die von solch einer Parallelisierung Gebrauch macht.
Das Verfahren von 3B beginnt in Schritt 302, in dem die Steuerung auf Schritt 310 übergeht. Einige der Schritte von 3B können ähnlich jenen in 3A implementiert sein. In solchen Fällen sind für die Schritte in 3B ähnliche Bezugszeichen verwendet. Im Interesse der Konsistenz wird die Beschreibung der Schritte in wesentlichen Hinsichten nicht wiederholt.
So werden Abtastwerte, die durch Überabtasten erzeugt werden, in Schritt 310 empfangen, ein Abtastzeittakt wird in Schritt 320 empfangen, und die Übergänge bei den Abtastwerten werden in Schritt 330 detektiert. Wie unten im weiteren Detail beschrieben werden wird, kann die Bestimmung der statischen Phase und der Auswahl pro Symbol parallel implementiert werden. Als Resultat ist die vorliegende Erfindung insbesondere in Hochgeschwindigkeitsumgebungen geeignet, in denen Symbole mit einer hohen Datenübertragungsrate kodiert sind.
In Schritt 345 kann die Phasenverschiebungsinformation aus den (in Schritt 330 detektierten) Übergängen, die bei einer kleinen Anzahl von Abtastwerten vorliegen, potenziell aus jedem Paar von Symbolen, extrahiert werden. Basierend auf der in Schritt 345 extrahierten Phaseninformation kann die Wahrscheinlichkeit der statischen Phasenverschiebung je Zustand bestimmt werden. Da der statische Phase-Status in einem von drei Zuständen (früh, spät und neutral) sein kann, kann die Wahrscheinlichkeit, dass die statische Phase in einem der drei Zustände ist, detektiert werden. Die Bestimmung solcher Wahrscheinlichkeiten kann zum Beispiel wichtig sein, weil einige der Bestimmungen von Schritt 345 fehlerhaft sein können oder in anderer Weise nicht die Langzeitphasenverschiebungen widerspiegeln mögen, die durch den statische Phase-Indikator wiedergegeben werden.
In Schritt 365 kann der Status des statische Phase-Status basierend auf der Wahrscheinlichkeit je Zustand bestimmt werden. Den Wahrscheinlichkeiten je Zustand und der Information, die in Schritt 345 extrahiert wurde, können angemessene Gewichte zugeordnet werden, um ein gewünschtes Maß an Ansprechempfindlichkeit (Schleifenbandbreite) für den statische Phase-Indikator zu erreichen. Der statische Phase-Indikator wird bei der Auswahl der Abtastwerte auf einer symbolweisen Basis verwendet.
In Schritt 375 können die dynamischen Phasenverschiebungen durch Untersuchen der Übergangsinformation von wenigen Abtastwerten bestimmt werden. In Schritt 385 werden die Abtastwerte unter Verwendung des in Schritt 365 berechneten statische Phase-Indikators und der in Schritt 375 bestimmten statischen Phasenverschiebung auf einer symbolweisen Basis ausgewählt. Recht komplexe Berechnungsansätze können bei der Bestimmung der statischen Phase implementiert werden, da die Abtastwertauswahl und die Bestimmung des statische Phase-Indikators parallel durchgeführt werden. Eine beispielhafte Ausführungsform, die das Flussdiagramm von 3B implementiert, wird unten im weiteren Detail beschrieben werden.
5. Statische und dynamische Phasen
Die Weise, in der die statische und die dynamische Phase geeigneter Weise bei der Auswahl der Abtastwerte, wie sie die entsprechenden Symbole wiedergeben, verwendet werden können, wird mit einem Beispiel beschrieben, in dem das Symbolalphabet zwei Elemente (die als 0 und 1 bezeichnet werden) enthält, und mit einem Überabtastfaktor (L) von 3. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung mit einem anderen Überabtastfaktor (größer oder kleiner als 3) und mit Symbolen implementiert werden kann, die mehr Zustände haben, wie es dem Fachmann auf dem relevanten Gebiet basierend auf der vorliegenden Offenbarung offensichtlich sein wird.
Wie oben unter Bezugnahme auf Schritt 330 von 3 angemerkt wurde, kann ein Phasenaufnehmer 250 zuerst benötigt werden, um die Übergänge bei den Abtastwerten zu detektieren. Ein Übergang kann als vorliegend bestimmt werden, falls zwei aufeinanderfolgende Abtastwerte unterschiedliche Werte aufweisen. So wird in dem Fall von Symbolen mit einem Alphabet, das zwei Zustände enthält, ein Übergang als vorliegend angenommen, falls ein Muster von Ziffern 01 oder 10 detektiert wird. Die Übergänge können untersucht werden, um die geeigneten Abtastwerte zu bestimmen, die ein Symbol wiedergeben, wie unten auch unter Bezugnahme auf die Einträge in Anhang A beschrieben wird.
Anhang A umfasst Sequenzen, die aus dem Vergleich von aufeinanderfolgenden Abtastwerten resultieren, die drei aufeinanderfolgenden Symbolen entsprechen. Es gibt 64 Sequenzen, die den 64 (4³) möglichen Fällen entsprechen. Die 4 Möglichkeiten entsprechen Fortlauf (Run = R), früh (early = E), spät (late = L) und neutral (N) für jedes der drei (3) Symbole. Wenn das Symbol mit einem Fortlauf gezeigt ist, liegen keine Übergänge vor und daher sind die entsprechenden Vergleichspunkte mit einer Sequenz von 000 angezeigt. Bei früh sind die Vergleichspunkte als 100 gezeigt, bei neutral als 010, und bei spät als 001. Die erste Linie von jeder der Sequenzen stellt den konkreten Fall dar. Zum Beispiel weist die mit 44 nummerierte Sequenz, die LRE zeigt, auf einen Fall hin, in dem das vorangegangene Symbol spät ist, das derzeitige Symbol fortläuft und das nächste Symbol früh ist.
Die Weise, in der ein Abtastwert ausgewählt werden müsste, wenn die statische Phase früh (PE), neutral (PN) oder spät (PL) ist, wird in den unten stehenden Absätzen beschrieben. Wie in 13 dargestellt ist, sind in einem neutralen Zustand die Symbolgrenzen konsistent mit dem Abtastzeittakt (CLOCK). Bei dem späten Zustand kommt das Signal später an als durch das Abtastzeittaktsignal bestimmt. Bei dem frühen Zustand kommt das Signal früher an als durch das Abtastzeittaktsignal bestimmt.
Weiterhin Bezug nehmend auf Anhang A sind die Sequenzen 0-63 mit Beispielsbezug zu Vergleichsmuster 0 (EEE-Status für die drei Symbole) beschrieben, das "X100100100XXX" enthält, wobei 0 darauf hinweist, dass es keine Änderung gibt, und 1 darauf hinweist, dass es eine Änderung gibt. Die Abtastwerte, die den drei Symbolen entsprechen, sind als "PPPCCCNNNNNNN" gezeigt, wobei PPP die drei Abtastwerte für einen vorangegangenen Token wiedergeben, CCC die Abtastwerte für einen derzeitigen Token wiedergeben und NNN die Abtastwerte für einen nächsten Token wiedergeben.
Der Strom von Abtastwerten wird drei Token zugeordnet. Jeder Token enthält drei Abtastwerte, was einem Überabtastfaktor von 3 entspricht. Der mittlere Token entspricht dem derzeitigen Symbol, von dem ein Abtastwert auszuwählen ist. Die X-Markierung an irgendeinem Ende weist darauf hin, dass der Wert für die Analyse nicht relevant ist.
Drei mit PE (Phase früh), PN (Phase neutral) und PL (Phase spät) markierte Linien sind für jede der Sequenzen gezeigt. In dem Fall von PN wird das Muster 0 als drei Token, T001, T001, T00X, aufweisend interpretiert, wobei jeder Token Datenpunkte aufweist, die drei (gleich dem Überabtastfaktor) Vergleiche wiedergeben. In diesem Fall (Linie) gibt entweder A oder B (einer der ersten zwei Abtastwerte, der dem derzeitigen Symbol entspricht) das Symbol wieder.
Im Falle von PE (frühe statische Phase) für Muster 0 werden Token T100, T100, T100 erzeugt, und jeder der Abtastwerte A, B, C (drei Abtastwerte), der dem derzeitigen Token entspricht, würde das derzeitige Symbol wiedergeben. In dem Falle von PL für Muster 0 würde nur der erste Abtastwert das derzeitige Symbol richtig wiedergeben.
Es sollte bemerkt werden, dass aufgrund von Bedingungen wie Phasenfluktuationen mehr oder weniger als drei Abtastwerte für ein Symbol erzeugt werden können. Zum Beispiel sind im Falle von Muster 1 vier (als C bezeichnete) Abtastwerte für das derzeitige Symbol gezeigt. Im Falle von Muster 8 ist nur ein Abtastwert für das derzeitige Symbol gezeigt.
Das Resultat der Untersuchung von Anhang A kann zusammengefasst werden, wie in Tabelle I gezeigt ist, die in Anhang B enthalten ist. Die Resultate werden jetzt detaillierter beschrieben werden.
Wenn der derzeitige Token gleich T000 ist, kann jeder der drei Abtastwerte (A, B, oder C) ausgewählt werden, unabhängig von dem Zustand der statischen Phase. Intuitiv gibt jeder der Abtastwerte richtigerweise das derzeitige Symbol (entsprechend dem derzeitigen Token) wieder, wenn für den derzeitigen Token keine Übergänge detektiert werden. Ein ähnliches Resultat wird für Token T100 beobachtet, in dessen Fall der Übergang richtigerweise zwischen dem vorangegangenen Symbol und dem derzeitigen Symbol detektiert wird und bezüglich des derzeitigen Tokens keine anderen Übergänge detektiert werden.
In dem Fall, dass der derzeitige Token gleich T011 ist, würde der zweite Abtastwert B der richtige Abtastwert für die Auswahl sein, unabhängig von dem Zustand der statischen Phase. In diesem Fall würde eine frühe oder späte statische Phase als Fehler charakterisiert werden, weil solch eine Sequenz bei späten oder frühen Zuständen nicht auftreten sollte. Allgemein weist der Eintrag "keine" in den Spalten, die sich auf früh, neutral und spät beziehen, darauf hin, dass die entsprechende Sequenz nicht auftreten sollte oder ungültig ist. In ähnlicher Weise gibt, wenn der derzeitige Token gleich T101 ist, jeder der ersten beiden Abtastwerte A oder B das derzeitige Symbol wieder. Wenn der derzeitige Token gleich T110 ist, würde der erste Abtastwert A das derzeitige Symbol wiedergeben.
Wenn jedoch der derzeitige Token gleich T001 oder T010 ist, hängt der zu selektierende spezifische Abtastwert von der statischen Phase ab. Im Falle T001 ist der Abtastwert C (dritter Abtastwert) auszuwählen, falls die statische Phase früh ist, und anderenfalls kann der Abtastwert A oder B ausgewählt werden. Im Falle von T010 ist der Abtastwert A auszuwählen, falls die statische Phase spät ist, und sonst der Abtastwert B oder C.
Der andere Token T111 stellt allgemein einen Fehlerzustand dar, und jeglicher Ansatz kann beim Erzeugen eines Abtastwertes, der das derzeitige Symbol wiedergibt, verwendet werden. Es sollte angemerkt werden, dass die Ausführungsform, die Tabelle I implementiert, jegliches Maß an statischer Phasenverschiebung und dynamischer Phasenverschiebung gleich einem Abtastwert in jeder Richtung (früh oder spät) unterstützen kann.
Aus der obigen Beschreibung kann festgestellt werden, dass der spezielle Abtastwert für ein Symbol basierend auf minimaler Verarbeitung ausgewählt werden kann. Für viele der Token (zum Beispiel T000 und T101) wird der Abtastwert ohne jegliche zusätzlichen Erwägungen ausgewählt. Für zwei Token T001 und T010 kann der statische Phase-Status verwendet werden, um unter den Abtastwerten auszuwählen. Selbst in solch einem Fall kann die Selektion unmittelbar nach der Verfügbarkeit der Abtastwerte durchgeführt werden.
Entsprechend ist die vorliegende Erfindung insbesondere nützlich in Systemen, die in Hochgeschwindigkeitsumgebungen arbeiten, in denen die Verarbeitung zu begrenzen ist. Die Weise, in der der statische Phase-Status berechnet werden kann, wird unten mit einer Beispielsimplementation des Phasenaufnehmers 250 beschrieben.
6. Phasenaufnehmer
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform des Phasenaufnehmers 250 gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert. Der Phasenaufnehmer 250 kann einen Übergangsdetektor 410, einen Tokenzusammensetzer 420, einen Signalqualitätsbewerter 440, einen Tokenanalysator 450, einen Abtastwertdetektor 480 und eine statische Phase-Bestimmungsschaltung 490 enthalten. Jeder Block wird unten detaillierter beschrieben werden.
Der Übergangsdetektor 410 empfängt Abtastwerte, die die Symbole wiedergeben, welche in einem seriellen Kommunikationskanal kodiert sind, und erzeugt Übergangsindikatoren, die anzeigen, ob Übergänge zwischen irgendwelchen zwei Abtastwerten vorliegen. Der Übergangsdetektor 410 kann auf eine von verschiedenen Weisen implementiert sein. Eine Beispielsausführungsform des Übergangsdetektors 410 wird unten unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
Der Tokenzusammensetzer 420 kann Token erzeugen, die mehrere Übergangsindikatoren enthalten. In einer Ausführungsform enthält jeder Token eine Anzahl von Übergangsindikatoren gleich dem Überabtastfaktor, der beim Abtasten eines empfangenen Signals verwendet wird. Die Token werden auf einem Bus 425 an den Tokenanalysator 450 und den Signalqualitätsbewerter 440 übergeben.
Der Tokenanalysator 450 kann die Token untersuchen und auf einem Pfad 458 eine Zahl erzeugen, die anzeigt, welcher der L (wobei L der Überabtastfaktor ist) Abtastwerte für einen gegebenen Abtastwert auszuwählen ist. Im Allgemeinen erlaubt es die vorliegende Erfindung, dass ein Abtastwert mit minimaler Untersuchung der Vorgeschichte ausgewählt wird, indem die Auswahl auf sowohl dynamische als auch statische Phasenverschiebung gestützt wird.
Bei den obigen Beispielen in Tabelle I werden für viele Token die auszuwählenden speziellen Abtastwerte auf einer reinen Untersuchung der Übergangsindikatoren bei den Token basiert werden. Für einige Token jedoch kann der Status der statischen Phase notwendig sein. Der Status der statischen Phase kann auf dem Pfad 495 angezeigt werden. So bestimmt der Tokenanalysator 450 basierend auf Statusinformationen, die auf dem Pfad 495 verfügbar sind, und durch Untersuchen der Übergangsindikatoren bei einem Token (oder ein paar Token) den auszuwählenden speziellen Abtastwert und zeigt denselben dem Abtastwertauswähler 480 an.
Zusätzlich kann der Tokenanalysator jegliche Informationen zu den Phasenverschiebungen durch Untersuchen der Token bereitstellen. Im Allgemeinen basieren die Phasenverschiebungen auf der spezifischen Sequenz der auf dem Pfad 425 empfangenen Token. Entsprechend können die auf dem Pfad 459 gesendeten Daten als "Sequenzidentifizierer" bezeichnet werden. Alternativ kann nur die Phaseninformation auf dem Pfad 459 gesendet werden, in welchem Fall die Informationen als "Phasenidentifizierer" bezeichnet werden können. In der vorliegenden Anmeldung werden die beiden Begriffe in austauschbarer Weise verwendet. Diese Informationen können von der statische Phase-Bestimmungsschaltung 490 bei Bestimmen des vorliegenden statische Phase-Status verwendet werden. Eine Ausführungsform des Tokenanalysators 450 wird unten detaillierter beschrieben werden.
Der Abtastwertauswähler 480 wählt einen der Abtastwerte, der jedem Symbol entspricht, aus, wie er von dem Tokenanalysator spezifiziert wurde. In einer Ausführungsform kann der Abtastwertauswähler 480 als Multiplexer implementiert sein, der drei (gleich dem Überabtastfaktor) Eingaben akzeptiert und eine der drei Eingaben auswählt, die durch den Tokenanalysator 450 bestimmt wird. Da die Bestimmung durch den Tokananalysator 450 gemäß der vorliegenden Erfindung schnell durchgeführt werden kann, kann ein wesentliches Pipelining bei dem Abtastwertauswähler 480 vermieden werden. In einer Implementierung kann die Bestimmung innerhalb eines Zeittaktzyklusses durchgeführt werden, so dass der Abtastwertauswähler 480 ohne jegliches Speicherelement (Pipelinesegment) implementiert werden kann.
Der Signalqualitätsbewerter 440 kann die Abtastwerte und/oder Token untersuchen, um die Qualität des auf einem seriellen Kommunikationskanal empfangenen Signals zu bestimmen. In einer Ausführungsform können verschiedene Zähler unterhalten werden, wobei jeder Zähler das Auftreten von speziellen ungewöhnlichen Ereignissen zählt. Zum Beispiel kann ein Zähler die Anzahl des Auftretens von Symbolen zählen, die dahingehend bestimmt wurden, dass sie nur einen Abtastwert enthalten. Ein anderer Zähler kann die Anzahl von Fehlersituationen zählen, zum Beispiel das Empfangen eines Tokens T110, wenn die statische Phase in dem Beispiel von Tabelle I "früh" anzeigt. Basierend auf den Zählern kann die Qualität des Signals beurteilt werden, und Korrekturaktionen (wie beispielsweise Empfängeranpassung, wie sie im relevanten Stand der Technik bekannt ist) können durch Senden jeglichen gewünschten Signals auf dem Pfad 449 gestartet werden.
Die statische Phase-Bestimmungsschaltung 490 kann die Sequenzidentifizierer, die auf dem Pfad 459 empfangen werden, untersuchen und den Status der statischen Phase bestimmen. Der Status der statischen Phase (früh, neutral oder spät) kann auf einem Pfad 495 angezeigt werden. Eine Ausführungsform der statische Phase-Bestimmungsschaltung 490 wird unten detaillierter beschrieben. Zuerst wird unten eine Ausführungsform des Übergangsdetektors 410 beschrieben.
7. Übergangsdetektor
Eine Ausführungsform des Übergangsdetektors 410 ist in 5 dargestellt. Die Ausführungsform ist implementiert, um 60 Abtastwerte, die 20 Symbolen entsprechen, wobei jedes Symbol entweder eine logische 0 oder eine logische 1 ist, zu empfangen. Es sollte bemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung mit Symbolalphabeten verwendet werden kann, die mehr (als zwei) Elemente aufweisen. Der Übergangsdetektor 410 kann 60 XOR-Gatter 501-560 und einen Flip-Flop 570 enthalten.
Jedes XOR-Gatter empfängt zwei Abtastwerte (von zwei entsprechenden ADW) und erzeugt eine 1 als Ausgabe, falls nur eine der Eingaben eine Eins ist, wodurch sie einen Übergang anzeigt. Der Flip-Flop 570 kann den 60. Abtastwert als Eingabe für das erste XOR-Gatter 501 speichern. Entsprechend enthält jede Ausgabe (Übergangsindikator) der XOR-Gatter 501-560 eine 1, um die Anwesenheit eines Übergangs anzuzeigen, und eine 0, um die Abwesenheit eines Übergangs anzuzeigen.
Der Tokenzusammensetzer 420 erzeugt jeden Token, der drei aufeinanderfolgende Übergangsindikatoren enthält, und leitet den Token an den Tokenanalysator 450 weiter. Im Allgemeinen kann der Tokenzusammensetzer 420 als eine logische Busübermittlung der Übergangsindikatoren betrachtet werden. Eine Ausführungsform des Tokenanalysators 450, die die Ausgabe des Tokenzusammensetzers 420 verarbeitet, wird unten detaillierter beschrieben.
8. Tokenanalysator
6 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform des Tokenanalysators 450 gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert. Der Tokenanalysator 450 kann 20 Tokenuntersucher 601-620 enthalten, die jeweils zwei Ausgaben erzeugen. Die Tokenuntersucher werden unten unter beispielhafter Bezugnahme auf den Tokenuntersucher 601 beschrieben.
Der Tokenuntersucher 601 kann zwei Token T_P (previous token = vorangegangener Token) und T_C (current token = derzeitiger Token) und den statische Phase-Status 495 empfangen und zwei Ausgaben 691 und 692 erzeugen. Die Ausgabe 691 kann den spezifischen Abtastwert anzeigen, der entsprechend dem derzeitigen Token auszuwählen ist, und kann so in dem Pfad 458 enthalten sein. Wie oben unter Bezugnahme auf Tabelle I angemerkt wurde, kann der Tokenuntersucher 601 den spezifischen Abtastwert bestimmen, der auszuwählen ist, indem er nur den derzeitigen Token und den derzeitigen Status der statischen Phase untersucht. Allgemein minimiert die vorliegende Erfindung die Untersuchung der Anzahl von vorangegangenen Token durch Berücksichtigen sowohl der statischen Phase als auch der Grenzinformationen.
Die Ausgabe 692 enthält Sequenzidentifizierer (SID), die verwendet werden, um den Status der statischen Phase zu bestimmen. Entsprechen kann die Ausgabe 692 in dem Pfad 459 enthalten sein. Die Weise, in der die SID in einer Beispielsumgebung bestimmt und verwendet werden können, wird unten detaillierter beschrieben werden.
9. Sequenzidentifizierer
In der/den Ausführungsform(en) von 6 untersucht der Tokenuntersucher 601 einen derzeitigen Token und einen vorangegangenen Token, um einen Sequenzidentifizierer zu bestimmten, der die statische Phaseninformation anzeigt, welche durch das Untersuchen von zwei Token verfügbar ist. Tabelle II, die in Anhang C enthalten ist, fasst die Phaseninformationen zusammen, die von unterschiedlichen Tokensequenzen abgeleitet werden können.
Die Einträge in Tabelle II können von den Informationen in Anhang A abgeleitet werden. Zum Beispiel ist bei Eintrag 1 von Tabelle II eine Tokensequenz T000 und T101 gezeigt, die darauf hinweist, dass der Phasenidentifizierer "nicht E" (nicht früh) ist. Die Schlussfolgerung basiert auf der Untersuchung der folgenden Muster in Anhang A:
Muster 4 (PN): 1.000.101.00X.X – T000, T101, T00X
Muster 9 (PL): 0.000.101.0XX.X – T000, T101, T0XX
Muster 25 (PL): 1.000.101.0XX.X – T000, T101, TOXX
Muster 52 (PN): 0.000.101.00X.X – T000, T101, T00X
Muster 57 (PL): 0.000.101.0XX.X – T000, T101, T0XX
So kann der Tokenuntersucher 601 einen Phasenidentifizierer basierend auf der Untersuchung der beiden Token erzeugen. Wie schnell anhand von Tabelle II festgestellt werden kann, kann der Phasenidentifizierer manchmal anzeigen, wie die Phase ist (d. h. neutral, spät oder früh), und manchmal anzeigen, wie die Phase nicht ist (d. h. nicht neutral, nicht spät oder nicht früh). Einige andere Tokensequenzen können ungültig sein oder keinerlei Phaseninformationen bereitstellen. Der Tokenuntersucher 601 sendet den Phasenidentifizierer an die statische Phase-Bestimmungsschaltung 490, die den statische Phase-Status 495 erzeugen kann, wie unten beschrieben wird.
10. Statische Phase-Bestimmungsschaltung
Da die Geschwindigkeit der Abweichung der statischen Phase verglichen mit der Symbolrate üblicherweise gering ist, muss die effektive Steuerschleifenbandbreite der statische Phase-Bestimmungsschaltung relativ schmal sein. In einigen Umgebungen stellt eine Bandbreite von 1/100 bis 1/1000 der Datenübertragungsrate (Kodierungsrate der Symbole) befriedigende Resultate bereit. Die niedrige Bandbreite ermöglichst typischerweise die Implementation von ausgeklügelten Ansätzen verglichen mit dem Tokenanalysator 450, der mit der Symbolrate arbeiten muss.
Bezüglich des oben beschriebenen Tokenuntersuchers 601 werden Phasenidentifizierer, die anzeigen, wie die Phase ist (z. B. Einträge 8-13 in der obigen Tabelle II), als harte Identifizierer bezeichnet. Phasenidentifizierer, die anzeigen, wie die Phase nicht ist (z. B. Einträge 3-5 in Tabelle II), werden als weiche Identifizierer bezeichnet. Wie leicht beobachtet werden kann, stellen die harten Identifizierer im Vergleich zu den weichen Identifizierern mehr zweifelsfreie Informationen bezüglich der Grenzen der Symbole bereit.
Die harten und weichen Identifizierer können auf verschiedene Weise verwendet werden, um die statische Phase zu bestimmen. Gemäß einem Merkmal besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die derzeitige statische Phase spät ist (bei Betrachtung der Schnittmengen), wenn ein weicher Identifizierer, der bis zu 40 Symbolen zuvor detektiert wird, anzeigt, dass der Status entweder spät oder neutral ist (z. B. wie bei Eintrag 1: nicht spät), und die derzeitige weiche Sequenz anzeigt, dass der Status früh oder spät ist (z. B. wie bei Eintrag 7: nicht neutral). Ähnlich kann dann, wenn ein harter Identifizierer, der kürzlich empfangen wurde, den Zustand als neutral anzeigte, und ein derzeitiger weicher Identifizierer anzeigt, dass die Phase entweder neutral oder spät ist, eine gute Wahrscheinlichkeit bestehen, dass der derzeitige Status weiterhin neutral ist. In diesem Fall verstärkt der weiche Identifizierer die Anzeige, die durch den vorherigen harten Identifizierer bereitgestellt wurde.
Wenn ein weicher Identifizierer über eine gewisse Zahl von Symbolen (z. B. 80 Symbolen) nicht aufgelöst werden kann, kann der weiche Identifizierer als "abgelaufen" bestimmt werden und aus der Historie entfernt werden. So können, solange sie nicht aufgelöst werden, weiche Identifizierer nicht zu der Berechnung der phasenweisen Wahrscheinlichkeitsbewertungen beitragen. Es mag vorausgesetzt werden, dass dies ein konservativer Ansatz ist, der eine Hochgeschwindigkeitsfluktuation des statische Phase-Status verhindert und so die statische Phasenverfolgungsbandbreite begrenzt. Die Länge der Sequenzidentifiziererhistorie bestimmt die Rauschunempfindlichkeit und die effektive Bandbreite des Verfolgers.
Eine Beispielsimplementierung der statische Phase-Bestimmungsschaltung 490 wird jetzt unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Die statische Phase-Bestimmungsschaltung 490 kann zwei Blöcke, einen Bewertungen-Berechner 710 und einen Entscheider 750 enthalten. Der Bewertungen-Berechner 710 kann die Phasenidentifizierer (oder Sequenzidentifizierer) untersuchen, die von den Tokenuntersuchern 601-620 erzeugt wurden, und für jeden möglichen statische Phase-Status: früh, neutral und spät eine Wahrscheinlichkeitsbewertung (Wahrscheinlichkeit) bestimmen.
Der Entscheider 750 kann dann die Bewertungen prüfen, die mit jeder möglichen statischen Phase verbunden sind, und eine Bestimmung der statischen Phase vornehmen, die die höchste Wahrscheinlichkeit aufweist. Daten, die auf die Bestimmung hinweisen, können auf der derzeitigen statischen Phase 495 bereitgestellt werden. Beispielsausführungsformen des Bewertungsberechners 710 und des Entscheiders 750 werden unten detaillierter beschrieben.
11. Bewertungen-Berechner
Eine Ausführungsform des Bewertungen-Berechners 710 ist in 8 dargestellt. Der Bewertungen-Berechner 710 kann einen harte Bewertungen-Berechner 810, einen weiche Kennzeichen-Generator 820, einen weiche Kennzeichen-Analysator 830 und einen Bewertungen-Akkumulator 850 enthalten. Der harte Bewertungen-Berechner 810 erzeugt Bewertungen basierend auf harten Identifizierern. Der weiche Kennzeichen-Generator 820 und der weiche Kennzeichen-Berechner erzeugen zusammen Bewertungen basierend auf weichen Identifizierern. Wie untern detaillierter beschrieben wird, werden die Bewertungen für jedes Phasenidentifiziererwort erzeugt, d. h. die Identifizierer, die von den 20 Tokenuntersuchern 601-620 der 6 erzeugt wurden.
Der harte Bewertungen-Berechner 810 kann die Sequenzidentifizierer von den Tokenuntersuchern empfangen und bestimmen, ob ein empfangener Phasenidentifizierer ein harter Identifizierer ist. Der harte Bewertungen-Berechner 810 kann eine Bewertung (oder allgemein eine Historie) entsprechend jeder der drei möglichen Phasen (früh, spät und neutral) halten und die Zähler basierend auf dem Typ des empfangenen harten Identifizierers modifizieren. Als Illustration kann dann, wenn ein harter Identifizierer empfangen wird, der einen späten Status anzeigt, die Bewertung für die späte Phase um ein konstantes Gewicht HW (sagen wir gleich 4) heraufgesetzt werden, und die beiden anderen Bewertungen, die dem frühen und neutralen Status entsprechen, können um die Hälfte dieses Gewichts (z. B. HW/2; sagen wir um 2) heruntergesetzt werden.
So verschiebt im Ergebnis die Detektion eines harten Identifizierers die Wahrscheinlichkeit der statischen Phase zu dem detektierten Zustand hin und weg von den beiden anderen Zuständen. Wenn zum Beispiel ein harter Identifizierer die Anwesenheit einer späten Phase anzeigt, bewegt sich die Wahrscheinlichkeit zu dem späten Status und weg von dem frühen und neutralen Status. Die den drei Zuständen entsprechenden Bewertungen können auf dem Pfad 815 an den Bewertungen-Berechner 850 gesandt werden.
Der weiche Kennzeichen-Generator 820 kann eine Historie der vorangegangenen Phasenidentifizierern halten und zwei Sätze von Kennzeichen bereitstellen: derzeitige Kennzeichen 823 und fortbestehende Kennzeichen 824. Derzeitige Kennzeichen 823 können identifizieren, ob jeder der drei möglichen Statusindikatoren bei dem derzeitigen Identifiziererwort vorliegt. Derzeitige Kennzeichen 823 können auch Fehlerkennzeichen enthalten.
Fortbestehende Kennzeichen 824 können auch mehrfache Kennzeichen enthalten. Fortbestehende Kennzeichen 824 können aus der Historie abgeleitet werden und stellen im Ergebnis den Fortbestand der aktuellen Kennzeichen über mehrere Symbolperioden (z. B. 80) bereit. Wenn es einmal gesetzt ist, bleibt ein fortbestehendes Kennzeichen für eine bestimmte Anzahl von Symbolen gesetzt. Der weiche Kennzeichen-Generator 820 detektiert auch ungültige Sequenzen (so wie T001, T101) und setzt die entsprechenden derzeitigen und fortbestehenden Fehlerkennzeichen.
Der weiche Kennzeichen-Generator 820 kann die Kennzeichen der Historie auch nicht hinzufügen, falls eine ungültige Sequenz detektiert worden ist. So sind die fortbestehenden Kennzeichen im Allgemeinen durch potentiell fehlerhafte Sequenzen nicht beeinträchtigt, die möglicherweise von Amplituden- oder Phasenrauschen oberhalb der Empfängertoleranzniveaus resultieren. Solch ein Merkmal verbessert die Immunität und die Stabilität des Empfängers 170 gegenüber Rauschen.
Der weiche Kennzeichen-Analysator 830 untersucht die derzeitigen Kennzeichen 823 und die fortbestehenden Kennzeichen 824 und berechnet entsprechende phasenweise weiche Bewertungsdeltas. Zum Beispiel kann der weiche Kennzeichen-Analysator 830 die fortbestehenden Kennzeichen untersuchen, wenn die derzeitigen Kennzeichen (für ein Wort) darauf hinweisen, dass die Phase N oder L ist (durch Anzeigen des NL-Kennzeichens) und keine anderen Kennzeichen bei dem derzeitigen Wort gesetzt sind. Wenn das fortbestehende EL-Kennzeichen gesetzt ist, bedeutet dies, dass die Uneindeutigkeit als später Zustand aufgelöst werden kann.
Dementsprechend können die weichen Deltabewertungen, die dem späten Status entsprechen, um ein konstantes Gewicht SSW (soft single weight = weiches einzelnes Gewicht, z. B. 1) heraufgesetzt werden, und die beiden anderen Deltas (früh und neutral) können um dasselbe Gewicht SSW herabgesetzt werden. So verschiebt sich die Wahrscheinlichkeit unbedingt weg von dem durch die derzeitigen weichen Identifizierer ausgeschlossenen Zustand; jedoch wird sie weggelenkt von Zuständen, die durch vorangegangene weiche Identifizierer in der Historie ausgeschlossen wurden. So wird die Wahrscheinlichkeit zu dem aufgelösten Zustand (in unserem Beispiel spät) verschoben.
Wenn mehr als ein Kennzeichen für das derzeitige Wort gesetzt ist, kann der weiche Kennzeichen-Analysator 830 die weichen Bewertungen basierend lediglich auf derzeitigen Kennzeichen erzeugen und damit die Historie ignorieren. Solch ein Ansatz verbessert die Zustandsakquisitionsgeschwindigkeit und -stabilität. Wenn zum Beispiel beide derzeitigen NL- und LE-Kennzeichen gesetzt sind, verschiebt sich die Wahrscheinlichkeit weg von E und N, weil solche Zustände durch die Kennzeichen ausgeschlossen sind; so verschiebt sich die Wahrscheinlichkeit im Ergebnis zum späten Zustand, der der für die derzeitigen Kennzeichen aufgelöste Zustand ist. In unserem Beispiel wird das späte Delta um eine MSW-Konstante (multiple soft weight = mehrfaches weiches Gewicht; sagen wir 2) heraufgesetzt, und andere Deltas werden um SSW (single soft weight = einfaches weiches Gewicht, siehe oben) herabgesetzt.
Harte Kennzeichen können auch indirekt an dem Prozess der Wahrscheinlichkeitsverschiebung teilhaben, indem sie bei der Auflösung weicher Identifizierer helfen. Die Auswahl von Deltagewichten und Fortbestandslängen bestimmt die dynamische Antwort des Systems und die Stabilität. Je niedriger die relativen Gewichte, desto höher ist die Stabilität und desto langsamer erfolgt die Akquisition des statische Phase-Zustands. Zur möglichen Anpassungsunterstützung für den Phasenaufnehmer können die Deltagewichte durch Software- oder Hardwareanpassungsmechanismen programmierbar oder auswählbar sein. Dies wird ein großes Maß an Flexibilität beim Abstimmen der dynamischen Antwort des Phasenaufnehmers bereitstellen.
Der Bewertungen-Akkumulator 850 kann harte Deltas (815) und weiche Deltas (835) empfangen und die empfangenen Bewertungen zu den derzeitigen je Phase akkumulierten Bewertungen addieren. Die Akkumulatoren können sowohl an der positiven als auch der negativen Seite angeklemmt sein. Der mögliche Akkumulatorbereich bestimmt die dynamischen Eigenschaften des Systems. Je weiter der Bereich ist, desto langsamer erfolgt das Verfolgen (desto schmaler ist die Bandbreite) für den festen Satz von Deltagewichten (siehe oben). In einer Ausführungsform mit den Gewichten im Bereich von 1 bis 4 und N = 20 (wie in 6) wird ein Bereich von –128 bis 127 für den Akkumulator verwendet. Basierend auf Experimenten kann jedoch ein für bestimmte Umgebungen besser geeigneter Bereich ausgewählt werden.
Der Akkumulierungsbereich kann unter Steuerung der Software usw. einstellbar gemacht werden. Dies stellt eine Möglichkeit zur dynamischen Anpassung der Verfolgerbandbreite an die derzeitigen Systembedingungen bereit. Zum Beispiel kann die Steuersoftware während eines anfänglichen Synchronisierungszeitraums durch Reduzieren des Akkumulierungsbereichs (sagen wir herab auf –16 bis 15) eine große Bandbreite auswählen, was für eine schnelle Konvergenz zu einem Phasenstatus mit maximaler Wahrscheinlichkeit führt.
Nachdem die Synchronisierung abgeschlossen ist, kann die Bandbreite durch Erhöhen des Akkumulierungsbereichs auf –1024 bis +1023 reduziert werden und so die Empfängerrobustheit verbessert werden. Um die Akquisitionsgeschwindigkeit zu verbessern, werden die Akkumulatoren zu Beginn des Synchronisierungssprozesses auf 0 zurückgesetzt, und jegliche Zeit der Empfängersynchronisation wird als verloren angesehen. Die Bewertungen 715 je Phase werden einem Entscheider 750 bereitgestellt, um die derzeitige statische Phase, die die maximale Wahrscheinlichkeit aufweist, zu bestimmten.
12. Entscheider
9 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform eines Entscheiders 750 gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert. Der Entscheider 750 kann einen Dreiwegekomparator 910 und einen 3-2-Kodierer 920 umfassen. Wie unten detaillierter beschrieben wird, können die beiden Komponenten so arbeiten, dass sie die folgenden Resultate erzeugen:
wenn ES > NS und ES > LS, dann wähle Zustand = FRÜH
anderenfalls, wenn NS > ES und NS > LS, dann wähle Zustand = NEUTRAL;
anderenfalls wähle Zustand = SPÄT,
wobei ES, LS und NS die Bewertungen wiedergeben, die dem frühen, späten beziehungsweise neutralen Zustand entsprechen, und "<", ">" und "=" die logischen Kleinerals-, größerals- und Gleichzeichen wiedergeben.
Der Komparator 910 kann die phasenweisen Bewertungen, die den drei Zuständen entsprechen, auf dem Pfad 715 empfangen. Die Eingaben (ES, NS, LS), die den Früh-, Neutral- und Spätbewertungen entsprechen, können an Eingängen A, B beziehungsweise C empfangen werden. Die Leitung 912 wird (auf eine logische 1) durchgeschaltet, falls C < A > B, die Leitung 913 wird durchgeschaltet, falls A < B > C, und die Leitung 914 wird durchgeschaltet, falls B ≤ C ≥ A. Der Kodierer 920 kodiert die drei Bits in eine Zweibitausgabe auf Pfad 495.
Wenn zum Beispiel die Bewertungen ES = –3, NS = 12 und LS = 6 sind, wird die neutrale Phase ausgewählt. Im Falle von Zweideutigkeit (z. B. ES = –3, NS = 0, LS = 0) bleibt der derzeitige Phasenzustand unverändert. Alternativ kann ein Vergleich auf größer oder gleich und alle anderen auf eindeutig größer gemacht werden; so wird die Zweideutigkeit zu dem früheren Status hin aufgelöst, wie oben beschrieben wurde.
Komplexere Ansätze können zum Fällen einer Entscheidung verwendet werden. Zum Beispiel kann man die Geschwindigkeit von Änderungen der entsprechenden Bewertungen untersuchen (d. h. auf den Unterschied schauen). Wenn es eine stetige Verschiebung der Wahrscheinlichkeit zu einem bestimmten Zustand gibt, kann dieser Zustand spekulativ ausgewählt werden, so dass die Ansprechzeit des Phasenaufnehmers minimiert wird. In vielen Fällen arbeitet der einfache Dreiwegevergleich jedoch gut.
So kann die statische Phaseninformation, die durch den Entscheider 750 erzeugt wird, durch den Tokenanalysator 450 beim Bestimmen verwendet werden, welcher der Abtastwerte als derjenige auszuwählen ist, der die Symbole wiedergibt, die in einem seriellen Kommunikationskanal kodiert sind. Die Beschreibung des Empfängers 170 wird unter Bezugnahme auf den Signalqualitätsbewerter 440 fortgesetzt.
13. Signalqualitätsbewerter
Der Signalqualitätsbewerter 260 kann einige Hinweise auf die Signalqualität, die auf einem seriellen Kommunikationskanal 127 empfangen wird, bereitstellen. Solch ein Hinweis kann verwendet werden, um Empfängeranpassungsstrategien auszuführen, wie beispielsweise Entzerrersteuerung und Kanalabschlusssteuerung beim ADW 210. Ein Ansatz basiert auf Berechnungen des Prozentsatzes der schmalen Symbole (d. h. von Symbolen der Breite nur eines Abtastwerts verglichen mit der nominalen Breite von L = 3 Abtastwerten). Die schmalen Symbole können auf Fehlentzerrung und falschen Abschluss des Kanals hinweisen. Die Anpassungsstrategien können auf dem Selektieren der Empfängerparameter basieren, die die geringste mittlere Rate an schmalen Symbolen ergeben.
Eine Ausführungsform zum Implementieren solch eines Ansatzes ist in 10 dargestellt. Der Signalqualitätsbewerter kann 58 UND-Gatter 1001-1058, einen Totalisator 1070, einen Akkumulator 1080 und ein Register 1090 enthalten. Jedes UND-Gatter kann ein Paar von aufeinander folgenden Übergangsindikatoren empfangen. Die Ausgabe jedes UND-Gatters ist eine 1, wenn ein Symbol nur bei einem Abtastwert vorliegt. So gibt die Anzahl der Einsen bei der Ausgabe der UND-Gatter 1001-1058 die Anzahl von schmalen Symbolen bei dem derzeitigen Wort wieder.
Der Totalisator 1070 kann die Anzahl von Einsen bei einem empfangenen Übergangswort zählen. Der Akkumulator 1080 addiert die Anzahl, die er von dem Totalisator 1070 empfangen hat, zu einer intern gespeichterten Aggregatsumme. Ein Signal 1081 setzt den Wert in dem Akkumulator 1080 zurück. In einer Ausführungsform kann die Löschoperation alle 1024 Zeittaktzyklen (d. h. 20K Symbole) durchgeführt werden, falls der Empfänger in der Datenkommunikationsumgebung angewandt wird. Auf der anderen Seite kann die Löschoperation für Video- oder Grafikschnittstellen, wie beispielsweise DVI- oder DFP-Digitalanzeigeschnittstellen, für jedes Teilbild durchgeführt werden, weil sich die Bildinhalte von Teilbild zu Teilbild, wenn überhaupt, nur leicht unterscheiden mögen, was quasistationäre Annahmen über das Eingangssignal erlaubt.
Das Register 1090 empfängt die akkumulierte Zahl und stellt die Daten zur weiteren Analyse bereit. Das Signal 1081 ermöglicht auch die Übertragung des Werts, der in dem Akkumulator 1080 gespeichert ist, in das Register 1090. Die Ausgabe des Registers 1090 wird bis zum Ende des nächsten Akkumulierungszeitraums gehalten. Die Daten können untersucht werden, um jegliche notwendig Korrekturaktion zu bestimmen, zum Beispiel bei den Einstellungen des ADW 210, wie oben angemerkt wurde. Die Beschreibung wird bezüglich einiger Beispielsumgebungen fortgesetzt, in denen die vorliegende Erfindung verwendet werden kann.
14. Beispielsumgebung
Der Empfänger 170 kann gemäß der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Umgebungen verwendet werden. Solche Umgebungen umfassen unter anderem Faserkanäle, universelle serielle Busse (USB), Datenspeicherausrüstung, Anzeigeeinheiten usw. Im Allgemeinen kann die vorliegende Erfindung verwendet werden, um die Abtastwerte zurück zu gewinnen, die in irgendeinem seriellen Kommunikationskanal kodiert sind. Weiterhin kann die vorliegende Erfindung, obwohl die Ausführungsformen hier im Wesentlichen unter Bezugnahme auf ein Symbolalphabet beschrieben sind, das zwei Elemente (d. h. binäre Zahlen) enthält, mit Symbolalphabeten implementiert werden, die mehr Elemente enthalten (z. B. 64 Niveaus aufweisen, die 6 Bit in jedes Symbol kodieren), wie es dem Fachmann auf dem relevanten Gebiet durch Lesen der vorliegenden Offenbarung deutlich werden wird. Solche Ausführungsformen werden innerhalb des Umfangs und Geistes der vorliegenden Erfindung gesehen.
11 ist ein Blockdiagramm eines Computersystems 1100, das eine Beispielsumgebung illustriert, in der die vorliegende Erfindung implementiert werden kann. Das Computersystem 1100 umfasst eine zentrale Verarbeitungseinheit (central processing unit = CPU) 1110, einen random access memory (RAM) 1120, ein oder mehrere Peripheriegeräte 1130, einen Grafik-Controller 1160 und eine digitale Anzeigeeinheit 1170. Die CPU 1110, der RAM 1120 und der Grafik-Controller 1160 sind typischerweise in eine einzige Einheit zusammengepackt, und auf solch eine Einheit wird als Quelle 1199 Bezug genommen, da die Einheit eine Sequenz von Symbolen auf einem seriellen Kommunikationskanal erzeugt und sendet. All diese Komponenten in der Grafikquelle 1199 des Computersystems 1100 kommunizieren über einen Bus 1150, der in der Realität mehrere physikalische Busse umfassen kann, die durch geeignete Schnittstellen verbunden sind.
Der RAM 1120 speichert Daten, die Befehle wiedergeben und möglicherweise Pixeldatenelemente, die ein Quellbild wiedergeben. Die CPU 1110 führt Befehle aus, die in dem RAM 1120 gespeichert sind, und sorgt dafür, dass unterschiedliche Befehle und Pixeldatenelemente an den Grafik-Controller 1160 übertragen werden. Die Peripheriegeräte 1130 können Speicherkomponenten umfassen, wie beispielsweise feste Laufwerke oder entfernbare Laufwerke (z. B. Floppy-Laufwerke). Die Peripheriegeräte 1130 können verwendet werden, um Befehle und/oder Daten zu speichern, die es dem Computersystem 1100 ermöglichen, gemäß der vorliegenden Erfindung zu arbeiten. Durch Ausführen der gespeicherten Befehle stellt die CPU 1110 die elektrischen und Steuersignale zum Koordinieren und Steuern der Operationen der verschiedenen Komponenten in der Grafikquelle 1199 bereit.
Der Grafik-Controller 1160 empfängt Daten/Befehle von der CPU 1110 und erzeugt Pixeldatenelemente, die die Quellbilder wiedergeben, welche auf der digitalen Anzeigeeinheit angezeigt werden. Der Grafik-Controller 1160 kodiert dann die Daten als Symbole in einem seriellen Kommunikationskanal. Das resultierende Signal ("Anzeigesignal") kann zusätzlich zu den Daten auch Synchronisationssignale enthalten. Das Anzeigesignal kann gemäß Standards, wie beispielsweise Digital Flat Panel (DFP) und Digital Video Interface (DVI) übertragen werden, die auf dem relevanten Gebiet gut bekannt sind.
Die digitale Anzeigeeinheit 1170 empfängt ein Anzeigesignal von dem Grafik-Controller 1160 und zeigt die Quellbilder an, die in dem Anzeigesignal kodiert sind. Die digitale Anzeigeeinheit 1170 gewinnt die Pixeldatenelemente, die ein Quellbild darstellen, gemäß der vorliegenden Erfindung zurück. Die entsprechenden Quellbilder werden dann angezeigt. Eine Beispielsausführungsform der digitalen Anzeigeeinheit 1170 ist unten in weiterem Detail beschrieben.
15. Digitale Anzeigeeinheit
12 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform der digitalen Anzeigeeinheit 1170 gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert. Die digitale Anzeigeeinheit 1170 kann einen Empfänger 1210, einen Dekodierer 1220, eine Schirmschnittstelle 1280 und einen digitalen Anzeigeschirm 1290 enthalten. Jede Komponente wird unten in weiterem Detail beschrieben.
Der digitale Anzeigeschirm 1290 ist durch diskrete Punkte charakterisiert, die gemeinhin als Pixel bezeichnet werden. Jeder Pixel kann allgemein individuell angesteuert werden, und alle Pixel können in unterschiedlichen Graden aktiviert werden, um ein Bild auf dem Anzeigeschirm 1290 anzuzeigen. Im Allgemeinen wird das Bild durch die Daten bestimmt, die auf einem seriellen Kommunikationskanal 1167 empfangen werden.
Die Schirmschnittstelle 1280 empfängt digitale Pixeldatenelemente, die ein Bild darstellen, von dem Dekodierer 1220 und erzeugt elektrische Signale, die mit der Implementierung des Anzeigeschirms 1290 kompatibel sind, um Bilder anzuzeigen, die durch die Pixeldatenelemente wiedergegeben werden. Die Schirmschnittstelle 1280 kann in einer bekannten Weise implementiert sein.
Der Empfänger 1210 und der Dekodierer 1220 können gleich dem Empfänger 170 und dem Dekodierer 190 implementiert sein, die oben beschrieben sind. Der Empfänger 1210 arbeitet, um die Symbole zurück zu gewinnen, die in dem seriellen Kommunikationskanal 1167 kodiert sind. Obwohl nicht gezeigt, kann das Zeittaktsignal, das in dem Empfänger 1210 enthalten ist, an andere Komponenten der digitalen Anzeigeeinheit 1170 bereitgestellt werden.
Der Dekodierer 1220 gewinnt die Pixeldatenelemente, die durch die zurück gewonnenen Symbole wiedergegeben werden, zurück und leitet die Pixeldatenelemente an die Schirmschnittstelle 1280 weiter, was dazu führt, dass die Quellbilder auf dem digitalen Anzeigeschirm 1290 angezeigt werden,
So kann die vorliegende Erfindung in Verbindung mit Computersystemen und speziell mit Anzeigeeinheiten verwendet werden. Da die Symbole präzise ohne wesentliche Verarbeitung zurück gewonnen werden, ist die vorliegende Erfindung insbesondere für Verbrauchermärkte geeignet, wo Kosten von besonderer Bedeutung sind.
Anhang A
Anhang B
Tabelle I
Anhang C
Tabelle II

Claims

Verfahren zum Zurückgewinnen einer Mehrzahl von Symbolen, die über einen seriellen Kommunikationskanal (127) in Form eines Signals gesendet werden, wobei das Verfahren aufweist: a) Empfangen des Signals; b) Überabtasten des Signals mit einem Überabtastfaktor, um eine Mehrzahl von Abtastwerten entsprechend jedem der Mehrzahl von Symbolen zu erzeugen; wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch c) Erzeugen eines Abtastzeittaktsignals (231), wobei das Abtastsignal das Überabtasten gemäß b) steuert; d) Erzeugen einer Mehrzahl von Übergangsindikatoren, wobei jeder Übergangsindikator auf die Anwesenheit eines Übergangs beim Wert zwischen zwei aufeinander folgenden Abtastwerten hinweist; e) Bestimmen (350) eines statische Phase-Status, der eine Phasenverschiebung des Signals relativ zu dem Abtastzeittaktsignal (231) wiedergibt, basierend auf Übergangsindikatoren, die für vorhergehende Abtastwerte entsprechend einer Mehrzahl von früheren Symbolen erzeugt wurden; f) Untersuchen einer Mehrzahl von Übergangsindikatoren, die einer Mehrzahl von Symbolen einschließlich eines derzeitigen Symbols, aber weniger als der Mehrzahl von früheren Symbolen, von denen der statische Phase-Status bestimmt wird, entsprechen, um eine Verschiebung von Grenzen zwischen Symbolen um das derzeitige Symbol zu bestimmen; und g) Auswählen (380) eines dem derzeitigen Symbol entsprechenden Abtastwerts gemäß der bestimmten Verschiebung von Grenzen und, falls das Auswählen eines dem derzeitigen Symbol entsprechenden Abtastwerts gemäß der bestimmten Verschiebung von Grenzen allein als inadäquat bestimmt wird, Auswählen eines dem derzeitigen Symbol entsprechenden Abtastwerts gemäß der bestimmten Verschiebung von der Grenzen in Verbindung mit dem statische Phase-Status.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schritte e) und g) parallel durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Mehrzahl von Symbolen durch ein Alphabet codiert ist, das zwei Elemente enthält.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei Schritt d) das Erzeugen eines exklusiven ODER von zwei aufeinander folgenden Abtastwerten aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei f) aufweist: h) Untersuchen von Übergangsindikatoren, die nur dem derzeitigen Symbol entsprechen, wobei der dem derzeitigen Symbol entsprechende Abtastwert gemäß den Übergangen, die dem derzeitigen Symbol entsprechen, und dem statische Phase-Status ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 5 wobei das Verfahren weiterhin aufweist: i) Aufteilen der Mehrzahl von Übergangsindikatoren in eine Mehrzahl von Token, wobei jeder Token eine Anzahl von Übergangsindikatoren enthält, die gleich dem Überabtastfaktor ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei jeder Token einem Symbol zugeordnet ist und wobei der Token, der dem derzeitigen Symbol entspricht, durch das Abtastzeittaktsignal (231) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, das weiterhin aufweist: j) Untersuchen der Token, die der Mehrzahl von Symbolen entsprechen, um jedwede Verschiebung von Grenzen relativ zu dem Abtastzeittaktsignal (231) zu bestimmen (350), wobei die Bestimmung bezüglich der Verschiebung von Grenzen beim Berechnen des statische Phase-Status verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der statische Phase-Status darauf hinweist, ob das Signal früh, spät oder neutral relativ zu der Bestimmung des Abtastzeittaktsignals (231) ist.
Verfahren nach Anspruch 9, das weiterhin aufweist: k) Erzeugen von harten Identifizierern, wenn die Untersuchung von j) darauf hinweist, dass das Signal früh, spät oder neutral relativ zu dem Abtastzeittaktsignal (231) ist; und l) Erzeugen von weichen Identifizierern, wenn die Indikationsuntersuchung von j) darauf hinweist, dass das Signal nicht früh, nicht spät oder nicht neutral ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei den harten Identifizierern beim Bestimmen des statische Phase-Status mehr Gewicht gegeben wird als den weichen Identifizierern.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Signal mit einem Faktor von 3 überabgetastet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren in einer Anzeigeeinheit (1170) implementiert wird, um Pixeldatenelemente zurückzugewinnen, die in einem Anzeigesignal codiert sind.
Schaltung zum Zurückgewinnen einer Mehrzahl von Symbolen, die in einem Signal auf einem seriellen Kommunikationskanal (127) codiert sind, wobei die Schaltung aufweist: Empfangsmittel (170) zum Empfangen des Signals; Überabtastmittel (210) zum Überabtasten des Signals mit einem Überabtastfaktor, um eine Mehrzahl von Abtastwerten entsprechend jedem der Mehrzahl von Symbolen zu erzeugen; wobei die Schaltung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aufweist erste Erzeugungsmittel (230) zum Erzeugen eines Abtastzeittaktsignals (231), wobei das Abtastsignal die Überabtastmittel steuert; zweite Erzeugungsmittel (410) zum Erzeugen einer Mehrzahl von Übergangsindikatoren, wobei jeder Übergangsindikator auf die Anwesenheit eines Übergangs beim Wert zwischen zwei aufeinander folgenden Abtastwerten hinweist; Bestimmungsmittel (490) zum Bestimmen eines statische Phase-Status, der eine Phasenverschiebung des Signals relativ zu dem Abtastzeittaktsignal (231) wiedergibt, basierend auf Übergangsindikatoren, die für vorhergehende Abtastwerte entsprechend einer Mehrzahl von früheren Symbolen erzeugt wurden; Untersuchungsmitteln (450) zum Untersuchen einer Mehrzahl von Übergangsindikatoren, die einer Mehrzahl von Symbolen einschließlich eines derzeitigen Symbols, aber weniger als der Mehrzahl von früheren Symbolen, von denen der statische Phase-Status bestimmt wird, entsprechen, um eine Verschiebung von Grenzen zwischen Symbolen um das derzeitige Symbol zu bestimmen; und Auswahlmitteln (480) zum Auswählen eines Abtastwerts von den Abtastwerten, das dem derzeitigen Symbol entspricht, gemäß der bestimmten Verschiebung von Grenzen und, falls das Auswählen eines dem derzeitigen Symbol entsprechenden Abtastwerts gemäß der bestimmten Verschiebung von Grenzen allein als inadäquat bestimmt wird, Auswählen eines dem derzeitigen Symbol entsprechenden Abtastwerts gemäß der bestimmten Verschiebung von der Grenzen in Verbindung mit dem statische Phase-Status.
Schaltung nach Anspruch 14, wobei die Überabtastmittel (210) ein Analog-/Digital-Wandler (ADC) (210) sind, der unter Steuerung des Abtastzeittaktsignals (231) überabtastet.
Schaltung nach Anspruch 14 oder 15, wobei die ersten Erzeugungsmittel (230) ein Zeittaktgenerator (230) sind.
Schaltung nach Anspruch 14 oder 16, wobei die zweiten Erzeugungsmittel (410) ein Übergangsdetektor (419) sind.
Schaltung nach Anspruch 14 oder 17, wobei die Bestimmungsmittel (490) ein statische Phase-Bestimmungsschaltkreis (490) sind.
Schaltung nach Anspruch 14 oder 18, wobei die Untersuchungsmittel (450) ein Tokenanalysator (450) sind, wobei der Tokenanalysator gemäß der statischen Phase und der bestimmten Verschiebung von Grenzen bestimmt, welcher Abtastwert das derzeitige Symbol wiedergibt.
Schaltung nach Anspruch 19, wobei die Auswahlmittel (480) ein Abtastwerteselektor (480) sind, der den Abtastwert selektiert, welcher das derzeitige Symbol wiedergibt, wie es von dem Tokenanalysator (450) bestimmt wird.
Schaltung nach Anspruch 14 oder 20, wobei die Mehrzahl von Symbolen durch ein Alphabet codiert ist, das zwei Elemente enthält, und wobei die zweiten Erzeugungsmittel (410) eine Mehrzahl von exklusives ODER-Gattern (501, 560) aufweisen, um ein exklusives ODER von zwei aufeinander folgenden Abtastwerten zu erzeugen.
Schaltung nach Anspruch 21, die weiterhin aufweist: einen Tokenzuordner (420) zum Aufteilen der Mehrzahl von Übergangsindikatoren in eine Mehrzahl von Token, wobei jeder Token eine Anzahl von Übergangsindikatoren enthält, die gleich dem Überabtastfaktor ist, wobei jeder Token einem Symbol zugeordnet ist und wobei der Token gemäß dem derzeitigen Symbol durch das Abtastzeittaktsignal (231) bestimmt wird.
Schaltung nach Anspruch 22, wobei die Untersuchungsmittel (450) und die Bestimmungsmittel (490) vorgesehen sind, um die Token zu untersuchen, die der Mehrzahl von Symbolen entsprechen, um jedwede Verschiebung von Grenzen relativ zu dem Abtastzeittaktsignal (231) zu bestimmen, wobei die Bestimmung bezüglich der Verschiebung von Grenzen beim Berechnen des statische Phase-Status verwendet wird.
Schaltung nach Anspruch 23, wobei die Bestimmungsmittel (490) darauf hinweisen, ob das Signal früh, spät oder neutral relativ zu der Bestimmung des Abtastzeittaktsignals (231) ist.
Schaltung nach Anspruch 24, wobei die Bestimmungsmittel (490) vorgesehen sind, um harte Identifizierer zu erzeugen, wenn die Untersuchung von Token entsprechend den jeweiligen Symbolen darauf hinweisen, dass das Signal früh, spät oder neutral relativ zu dem Abtastzeittaktsignal ist, und um weiche Identifizierer zu erzeugen, wenn die Untersuchung von Token entsprechend den jeweiligen Symbolen darauf hinweist, dass das Signal nicht früh, nicht spät, nicht neutral ist.
Schaltung nach Anspruch 25, wobei den harten Identifizierern beim Bestimmen des statische Phase-Status mehr Gewicht als den weichen Identifizierern gegeben wird.
Schaltung nach Anspruch 14 oder 20, wobei das Signal mit einem Faktor von 3 überabgetastet wird.
Schaltung nach Anspruch 27, wobei die Untersuchungsmittel (450) dazu vorgesehen sind, Übergangsindikatoren zu untersuchen, die nur dem derzeitigen Symbol entsprechen, und wobei der Abtastwert, der dem derzeitigen Symbol entspricht, gemäß den Übergängen ausgewählt wird, die dem derzeitigen Symbol und dem statische Phase-Status entsprechen.
Schaltung nach Anspruch 14 oder 20, wobei die Bestimmungsmittel (490) und die Selektionsmittel (480) vorgesehen sind, parallel zu arbeiten.