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用于多個串行接收機的自動數據對齊器的方法、裝置及系統.pdf

摘要
申請專利號:

CN200980144150.7

申請日:

2009.09.30

公開號:

CN102204198B

公開日:

2015.01.07

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 專利權的轉移變更后權利人:美國萊迪思半導體公司變更事項:地址變更前權利人:美國加利福尼亞州變更后權利人:美國俄勒岡州號牌文件類型代碼:1602號牌文件序號:101724585106IPC(主分類):H04L 25/14專利號:ZL2009801441507登記生效日:20151113變更事項:專利權人變更前權利人:晶像股份有限公司|||授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H04L 25/14申請日:20090930|||公開
IPC分類號: H04L25/14; H04J3/06; H04L7/10; G11C5/06; G11C7/10; G06F13/40 主分類號: H04L25/14
申請人: 晶像股份有限公司
發明人: 李承鐘; 沈大尹
地址: 美國加利福尼亞州
優先權: 2008.10.29 US 12/260,970
專利代理機構: 上海專利商標事務所有限公司 31100 代理人: 毛力
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法律狀態
申請(專利)號:

CN200980144150.7

授權公告號:

|||102204198B||||||

法律狀態公告日:

2015.12.02|||2015.01.07|||2011.11.23|||2011.09.28

法律狀態類型:

專利申請權、專利權的轉移|||授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供一種在串行鏈路技術中將自動數據對齊器用于多個串行接收機的方法、裝置及系統。在一個實施例中,經由數據對齊器將傳輸數據路徑從單一位轉換為并行位,其中數據經由一個或多個端口傳輸。此外,綁定數據傳輸信道以降低數據傳輸的等待時間,其中所述綁定數據傳輸信道還包括經由一個或多個端口插入延遲以匹配等待時間。

權利要求書

1.一種方法,包括:經由數據對齊器將傳輸數據路徑從單一位轉換為并行位,其中所述數據經由一個或多個端口傳輸;以及綁定數據傳輸信道以降低數據傳輸的等待時間,其中所述綁定數據傳輸信道還包括經由所述一個或多個端口插入延遲以匹配等待時間。2.如權利要求1所述的方法,其特征在于,還包括通過在信道設定期間檢測數據的幀邊界信息、并利用所述幀邊界信息促進幀對齊來對齊數據。3.如權利要求2所述的方法,其特征在于,還包括經由端口對齊器產生經由所述一個或多個端口補償數據偏移的信息,所述數據偏移的補償基于所述數據的幀邊界信息來執行。4.如權利要求2所述的方法,其特征在于,所述幀邊界信息包括所述數據的起始位置。5.如權利要求1所述的方法,其特征在于,還包括同時經由所述端口對齊器執行所述數據的端口對齊并經由所述數據對齊器執行所述數據的幀對齊,其中所述數據對齊器支持雙階段對齊。6.如權利要求1所述的方法,其特征在于,所述數據對齊器與有限狀態機耦合,以通過促進所述數據對齊器與外部系統的通信來全局地管理所述數據對齊器,所述數據對齊器耦合于數據路徑區塊、控制區塊以及比較器陣列中的一個或多個。7.如權利要求1所述的方法,其特征在于,還包括在信道設定期完成之后對所述比較器陣列的輸入進行掩碼。8.一種裝置,包括:用于多個串行接收機的數據對齊的機構,所述機構包括數據對齊器,所述數據對齊器用于:將傳輸數據路徑從單一位轉換為并行位,其中所述數據經由一個或多個端口傳輸;以及綁定數據傳輸信道以降低數據傳輸的等待時間,其中所述綁定數據傳輸信道還包括經由所述一個或多個端口插入延遲以匹配等待時間。9.如權利要求8所述的裝置,其特征在于,所述數據對齊器進一步用于通過在信道設定期間檢測數據的幀邊界信息、并利用所述幀邊界信息促進幀對齊來對齊數據。10.如權利要求9所述的裝置,其特征在于,所述機構還包括端口對齊器,所述端口對齊器產生用于經由所述一個或多個端口補償數據偏移的信息,所述數據偏移的補償基于數據的幀邊界信息來執行。11.如權利要求8所述的裝置,其特征在于,所述幀邊界信息包括數據的起始位置。12.一種系統,包括:計算機系統,包括處理器和耦合至所述處理器的存儲器,所述計算機系統具有用于多個串行接收機的數據對齊的機構,所述機構包括數據對齊器,所述數據對齊器用于經由數據對齊器將傳輸數據路徑從單一位轉換為并行位的,其中數據經由一個或多個端口傳輸;以及綁定數據傳輸信道以降低數據傳輸的等待時間,其中所述數據傳輸信道的綁定還包括經由所述一個或多個端口插入延遲以匹配等待時間。13.如權利要求12所述的系統,其特征在于,所述數據對齊器進一步用于通過在信道設定期間檢測數據的幀邊界信息、并利用所述幀邊界信息促進幀對齊來對齊數據。14.如權利要求13所述的系統,其特征在于,所述機構還包括端口對齊器,所述端口對齊器用于產生經由所述一個或多個端口補償數據偏移的信息,所述數據偏移的補償基于數據的所述幀邊界信息來執行。15.如權利要求12所述的系統,其特征在于,所述幀邊界信息包括數據的起始位置。

說明書

用于多個串行接收機的自動數據對齊器的方法、裝置及系統

技術領域

本發明的實施例一般涉及網絡領域,更具體涉及在串行鏈路技術中用于多個串行接收機的自動數據對齊器(data?aligner)。

背景技術

串行端口存儲器技術(SPMT)即使在存儲器領域中也使用高速串行鏈路技術。此串行鏈路提供諸多優點,包括低功率及減少主機與存儲器之間的插針數量及連接。雖然串行鏈路可支持每秒數千兆位(Gbps)的帶寬,但如果存儲器帶寬需求達到高于單串行線路所支持的帶寬時,則必須使用多個串行鏈路來支持額外的帶寬需求。

舉例而言,參考示出常規幀對齊的圖1A,命令108以多個位110編碼,且經由高速鏈路102逐位發送,如第二信號串行數據102所表示。當此串行化數據102到達接收端時,這些數據位110再次被平行化并且被儲存于位分組中,例如由第三信號并行化數據104所表示的20位分組112。然而,因為命令108可能開始于所接收數據的中段,所以“經過并行化”的20位數據104不可用于解碼。舉例而言,即使主機發送“abcdefgh”118,在接收端接收的并行化數據104可能為“fghabcde”116。換言之,雖然主機以預定模式發送主機數據100,但仍需要識別命令108的開始位置(或首部)。舉例而言,在此例中,預定模式設定為“abcdefgh”118。在找出開始位置之后,通過移動兩鄰近并行化數據104以獲得正確的命令114。此技術被稱為“幀對齊”,而用于對齊的預定模式118被稱為“SYNC”字符。。

然而,若一主機必須發送大量數據,則此數據將經由多個串行鏈路152至162傳送,如參照表示常規幀和端口對齊的圖1B那樣。多個高速鏈路的性質彼此并不相同。通常,取樣前端區塊(諸如時鐘數據恢復(CDR))對傳入的串行數據102進行取樣,并在給定時鐘內將其傳遞至并行化器區塊。此外,對于各信道從主機到接收機的飛行時間并不完全相同。舉例而言,主機在相同時刻發送一組數據,而一個接收機在第一時鐘取樣數據而另一接收機在第二時鐘取樣數據。為補償此飛行時間差異或路徑差異,必須對數據到達早于信道162的信道158相應地增加一個周期延遲。對于計算機擴展卡而言,此過程被稱為“虛擬通道對齊”164。另一種對齊步驟166是尋找及對齊各數據片段的首部,該步驟166也隨著虛擬通道對齊的步驟一起執行。

現參考圖2,其示出測量和補償路徑差異的常規過程,用以確定路徑差異,以決定可區分的預定模式并將其傳達至各個信道。舉例而言,圖2示出用于計算機擴展卡的方法,用于測量路徑差異并使必要數據與各個信道對齊。舉例而言,在處理框202,在數據流中發送數據;在處理框204,主機將兩個“COMMA”模式插入至該數據流中;以及在處理框206發送該數據。當接收機在處理框208探測到此模式時,其在處理框210檢查COMMA記號到達各信道或端口的時間。在決策框212,其進一步確定同一COMMA字符是否較早出現于另一信道。若是,且仍有一信道尚未擁有COMMA字符,則在處理框214此接收機對于流經較早出現COMMA字符的信道的數據流插入一周期延遲。若否,則步驟隨著延遲而繼續。

圖三顯示用以提供虛擬通道對齊(即幀對齊及端口對齊)的常規架構300。當數據經由串行鏈路被接收時,其由時鐘數據恢復(CDR)區塊取樣,該時鐘數據恢復區塊從傳入數據提取時鐘(rck)以使取樣錯誤最少。接著,其將結果藉由結合的四位傳遞至對齊器區塊。對齊器區塊的第一組件為并行化器302,其利用五個移位緩存器308的深度將五個連續進入的四位數據結合為二十位數據。第二組件是幀對齊器304,其使輸出開始于正確的位置。因為并行化器302運行于恢復時鐘(rck),而幀對齊器304運行于系統時鐘(clk),因此五個寄存器308中的兩個寄存器設置以解決交錯時鐘域的問題。該組合可包含寄存器和移位器。第三組件是端口對齊器306。若需要一個周期延遲,則選擇來自位于端口對齊器306中的寄存器的輸入來代替來自幀對齊器304的數據。

多信道之間的數據對齊(諸如幀對齊及端口對齊)或偏移補償在各種串行鏈路技術(諸如PCI-Express)中廣泛使用。然而,SPMT在主機與存儲器之間有著相比于其它串行技術而言更短的互聯,這意味著信道上的數據偏移將被限制于相對較小量。此差異在主機時鐘周期中將為0或1。它利用一種SYNC字符來設定外出及進入的信道,而非發送可區分的或特別的字符來測量其數據偏移。因此,舉例而言,當信道處于設定周期時,常規的基于龐大的先進先出(FIFO)的技術將不適于數據偏移的補償。

發明內容

本發明提供一種在串行鏈路技術中(例如計算機擴展卡)將自動數據對齊器用于多個串行接收機的方法、裝置及系統。

在一實施例中,一種方法包括經由數據對齊器將傳輸數據路徑從單一位轉換為平行位,其中數據經由一個或多個端口傳輸;以及綁定數據傳輸信道以降低所述數據傳輸的等待時間,其中數據傳輸信道的綁定還包括經由一或多個端口插入延遲以匹配等待時間。

在一實施例中,一種裝置包括用于多個串行接收機的數據對齊的機構,該機構包括數據對齊器,用于將傳輸數據路徑從單一位轉換為平行位,其中該數據經由一個或多個端口傳輸,該數據對齊器還用于綁定數據傳輸信道以降低數據傳輸的等待時間,其中數據傳輸信道的綁定還包括經由一或多個端口插入延遲以匹配等待時間。

在一實施例中,一種系統包括計算機系統,該計算機系統具有處理器和耦合至處理器的存儲器,該計算機系統具有用于多個串行接收機的數據對齊的機構,該機構包括數據對齊器,該數據對齊器用于將傳輸數據路徑從單一位轉換為平行位,其中數據經由一個或多個端口傳輸,該數據對齊器還用于綁定數據傳輸信道以降低數據傳輸的等待時間,其中綁定數據傳輸信道還包括經由一個或多個端口插入延遲以匹配等待時間。

附圖說明

本發明的實施方式通過實施例加以說明而非限制,在附圖的各圖中,相同的字符附圖標記表示相同的要素:

圖1A示出常規幀對齊;

圖1B示出常規幀和端口對齊;

圖2示出用于測量和補償路徑差的常規過程;

圖3示出用于提供虛擬通道對齊的常規架構300;

圖4示出用于提供對齊系統以減少等待時間的對齊架構的實施例;

圖5示出4-20對齊器(4-to-20?aligner)的實施例;

圖6示出用于利用4-20位對齊器進行對齊的過程的實施例;

圖7示出比較器陣列的實施例;

圖8示出數據路徑的實施例;

圖9示出獲得經幀對齊的20位數據流的實施例;

圖10示出具有用于避免時鐘域交叉問題的內部時鐘信號的控制發生器的實施例;

圖11示出4-20端口對齊器中的等待時間與指針之間的關系的實施例;

圖12示出基于多個端口上的指針值的端口對齊的實施例;

圖13示出與jmp信號關聯的過程實施例;

圖14示出用于執行多個數據傳輸信道的自動數據對齊的過程的實施例;以及

圖15示出其上可實現本發明的實施例的計算機系統。

具體實施方式

本發明的實施例一般涉及端口倍增器(Port?Multiplier)增強。

SPMT被視為一種新的存儲器接口架構,該架構起初的目標是用于動態隨機存取存儲器(DRAM)芯片,相對于現有存儲器技術中常見的并行接口架構,SPMT采用串行接口架構。SPMT即使在存儲器領域也典型地使用高速串行鏈路技術,從而當連接在主機與存儲器之間時可提供低功率及減少插針數量的好處。然而,若存儲器帶寬需求達到高于一高速連接所能提供的量時(譬如數Gbps),則必須利用多個串行鏈路。因此,當主機要立刻發送大量數據時(例如讀取數據或寫數據),要通過多個串行鏈路或串行信道為存儲器提供足夠帶寬以傳遞大量數據。雖然物理上利用多個連接或信道,但所傳遞的數據被視為單一大型邏輯信道且并被稱為“端口綁定”,因為主機或存儲器上的串行端口被限制以提供較大的帶寬。

本發明的實施例對SPMT加以改進,并提供較大的帶寬靈活性、明顯減少的插針數目、較低的功率需求及整體系統成本的節省。此技術有助于增加功能性并維持或降低整體系統成本,因此對于移動設備特別重要,因為存儲器系統的種類對于移動設備的設計通常是重要的考慮。

在單通道的情況中,在接收端的任何串行化數據向“幀邊界”或“首部”對齊。在多通道情況下,亦將各幀對齊的數據加以對齊以提供相同的等待時間,稱為“內部通道對齊”。一般而言,通過接收機利用SYNC模式(例如8B10B編碼中的K28.5)加以確認幀邊界及首部。然而,內部通道對齊在物理層(PHY?Layer)以外執行,其利用FIFO實現以處理長延遲。此端口綁定技術指的是使來自具有相同等待時間的接收端的多個信道的數據對齊(內部信道對齊),以使接收的數據具有來自主機的相同數據。若信道(或串行鏈路)具有彼此不同的等待時間,則所接收的數據并不被視為已對齊。

此數據對齊或多信道間偏移補償的技術經常用于其它串行鏈路技術,諸如高清晰度多媒體接口(HDMI)及PCI-Express。舉例而言,用于HDMI的過渡最小化傳輸差分信號(TMDS)技術使三個紅綠藍(RGB)通道上的數據與出現在像素數據流中的檢測SYNC模式702對齊。FIFO設置于各信道的PHY及數據之后,且與SYNC字符的測量位置對齊。即使在這些信道上有較大的路徑差異,此數據仍在多個信道上對齊。在PCI-Express的情況中,在多個信道上放置數據的技術被稱為“數據分帶(Data?Striping)”,且兩個SYNC字符周期性地出現以測量信道之間的數據偏移。

然而,與其它串行技術相比較,SPMT在主機及存儲器之間具有相對較短的互聯,這意味著信道上的數據偏移被限制于相對較少量。在主機時鐘周期中產生的差異典型地為0或1。使用一種SYNC字符來設定外出及進入的信道,且不發送可區分的或特殊的字符來測量數據偏移。這意味著,當信道處于設定周期中時,不使用常規的基于龐大的FIFO的技術來補償數據偏移。

圖4示出用于提供對齊系統以降低等待時間的對齊架構400的實施例。對齊架構400包含對齊器402、CDR?404、端口對齊器406及并行化器408至414。在一實施例中,利用對齊架構400,可應用各種技術來降低等待時間。舉例而言,常規地,根據四位CDR輸出準備至幀對齊器中的移位器的輸入至少需花費三周期。利用架構400,等待時間由三周期縮減為單個周期。在一實施例中,利用單個寄存器(見圖6)代替如圖3中所示的移位寄存器將四位CDR輸出放置于正確的位置;因此,利用相對較小的8位移位器代替大的40位移位器。在另一實施例中,新的工作時鐘(例如rck20及sck416等)根據兩時鐘rck及clk(例如圖3的312及312)產生并取代rck和clk,以消除采用兩頻率rck及clk時所造成的任何時鐘域交叉的問題。利用采用正確控制信號的這兩個實施例,用于幀對齊的時鐘周期從四周期減為二周期。

在又一實施例中,代替在端口對齊器區塊中具有的單周期延遲,在輸入數據流中插入小的延遲。舉例而言,因為主機及接收機位于一個機板中,因此目標系統為底線存儲器(Underline?Memory),且路徑差被維持于少量。此外,在此情況下,當檢查用于幀對齊的指針值時,確定在接收機端是否可能發生周期不匹配,這將有助于減少一額外周期。利用這些技術,可執行端口對齊而不需任何特殊字符(例如PCI-Express中的COMMA)。

在一實施例中,去掉特殊記號(例如SYNC、COMMA),使得:(1)簡化底線硬件(underline?hardware),并使相關協議保持簡單,及(2)減少設定信道所需的時間(例如訓練時間)。舉例而言,在“信道設定期”中偵測及發現數據分組的開始位置。此外,信道設定期是為了找出幀邊界或首部并對齊內部信道數據。

在一實施例中,在信道設定期中,可在多信道上執行數據同步而不使用特殊字符,同時將多個信道之間的數據偏移維持于不到典型主機時鐘周期的一半。舉例而言,利用常規架構產生的六時鐘周期的等待時間可以利用根據一個實施例的新穎技術而縮減至僅三周期。

架構400具有SPMT接收機PHY,其包含分配至各信道的并行化器的四個端口408至414,以及控制信道延遲的控制區塊。各端口408至414與CDR?404相關聯,以利用給定時鐘信號pck?424檢測差分對(例如RX0?416)上的一位串行數據,以將該數據組合成四位數據并利用恢復時鐘信號(rck)將其發送至4-20對齊器402。接著,此4-20對齊器402利用傳入的四位數據串流產生二十位數據,并在信道處于信道設定期或訓練期時檢測開始位位置(Start-Bit-Position),并在之后將數據與記住的位置對齊。端口對齊器406負責產生提供給4-20對齊器以執行其任務的信號。

圖5示出4-20對齊器402的實施例。所示的4-20對齊器402的實施例提供對齊器402的各個組件和要素,諸如數據路徑508和控制路徑510。數據路徑508包含各種寄存器多路復用器,而控制路徑包括控制產生器502、比較器陣列504和有限狀態機(FSM)508。在實施例中,控制路徑510及其組件通過產生用于數據路徑508的適當控制信號并經由FSM?508與外部組件及機器交互來控制數據路徑508的工作。FSM508提供與外部組件和機器的交互。

傳入的四位數據流(d[3:0])512被組合為二十位流514且變為與外部控制信號的幀和端口對齊。控制產生器502將rck20?518連同控制信號516傳遞至數據路徑508,并傳達具有與系統時鐘(sck)520相同頻率的中間時鐘(例如rck20),該系統時鐘520與恢復時鐘(rck)522同步。這些信號516用使數據在幀邊界對齊。此外,從外部端口對齊器接收控制信號(jmp?524),以使各端口皆對齊。這將關于圖10來討論。

圖6示出利用4-20位對齊器的對齊過程的實施例。在一實施例中,例如,利用4-20對齊器通過發出尋找幀(SearchFrame)信號以執行此對齊器來對齊二十位數據流。此外,FSM用于全局地管理此對齊器,并與外部硬件通信。

當4-20位對齊器接收到信號時,在決策框602決定是否要將幀對齊。若否,此步驟將返回至決策框602。若是,則在處理框6044-20位對齊器先清除指針,并使數據路徑充滿新指針值(例如將指針設定為零),且在處理框606等待三周期以獲得經對齊的二十位數據。此新的經對齊具有指針“零”的數據由比較器陣列進行檢查,以檢測SYNC模式的前四位是否存在于未對齊的二十位數據中,并利用發現的四位模式的位置計算指針值(例如ptr[4:0]/wptr[2:0])。這表示信道設定期的第一半階段。

在決策框608決定是否在經對齊的數據中發現首部?若未發現首部,過程返回至處理框604。若發現首部,步驟將繼續至處理框610。舉例而言,來自各端口的wptr值被傳遞至耦合于4-20對齊器區塊的端口對齊器。在處理框610,通過檢查這些值,端口對齊器決定是否要將八用戶界面(UI)延遲插入各端口中。端口對齊器區塊將該指令作為jmp信號發送至連接于此4-20對齊器的所有組件。在處理框612,利用jmp信號及已發現的首部位置,比較器陣列根據首部位置計算指針值。接著將此指針值儲存于寄存器。一旦確定該指針,在處理框614將等待三周期以使數據路徑填滿此新指針值。這被視為信道設定期的第二半階段。

在決策框616,決定此經對齊的二十位數據是否為SYNC。若非,則步驟將繼續至處理框604。若是,在處理框618確立幀對齊標記。舉例而言,在第二半階段之后,經對齊的二十位數據設置作為數據路徑的輸出(例如rxdata[19:0])。若經對齊的二十位數據為SYNC,則4-20對齊器將引發信號(例如幀鎖定(FrameLocked)信號)以表示發現幀邊界。若否,其將再次運行整個過程,直到發現相關于經對齊的二十位數據的SYNC。

圖7示出比較器陣列504的實施例。在一實施例中,比較器陣列504包含任何數量的比較器,譬如如圖所示的二十個四位比較器702(例如4bcmp[0]至[19])。經由四位提取器704,四位提取器704從傳入的二十位數據流提取二十個四位連續數據流,且這二十個四位提取的數據流將被傳遞至相應的比較器702。各比較器將此二十個傳入的四位數據流與四位常數706(例如0010)進行比較,這將觸發四位SYNC字符的開始。在信道設定期中,這些比較器之一可能會報告“匹配”。接著,若設定(set)為一(例如setptr)712,則這些比較的結果將由20-5位編碼器708編碼成五位數,并由輸出寄存器710鎖存。同時,未被鎖存的信號的較高三位將作為輸出信號(例如wptr)714發送且被外部端口對齊器所使用。

圖8示出數據路徑508的實施例。如圖所示,數據路徑508包含五個階段810至818。第一階段810包含根據從耦合于數據路徑508的外部端口對齊器接收的jmp信號值802插入兩周期延遲,并于其啟動時插入兩rck周期(或8UI)820。此階段的功能將于文中別處進一步討論。第二階段812包含移位器,以從與兩連續四位數據流結合的八位輸入數據流選擇四位數據流。此移位器包括8-4移位器,以取代大型的常規40-20移位器。此8-4移位器的功能可取決于二位msel信號值804。數據路徑508的第三階段814包含以適當順序精細地放置或對齊經移位的數據。適當地產生相關控制信號806(例如Iden)以放置所接收的分組的首部,使其被鎖存于第一寄存器。換言之,數據在兩階段中對齊:一次于精細級,再一次于粗略級。

雖然數據位流通過第二和第三階段812、814經過適當地移位,但可能已從先前分組接收了經對齊的數據的特定部分。為了補償此一周期延遲,在第四階段816,利用數個多路復用器808(例如所示的四個多任務器)選擇四位經對齊數據并鎖存一個周期延遲。第五和最后階段818僅包含兩寄存器,用于保存經對齊的二十位數據。

此外,每次觸發jmp信號802時皆會改變等待時間。若幀對齊器不需執行幀對齊,則端口對齊器將替代地執行端口對齊。在如此情況下,如同端口對齊器所檢測,在第二階段812中,產生jmp信號802,且向輸入數據流中插入兩周期延遲。在一實施例中,因為此延遲在rck域820中執行,其強加的損失相對于常規系統而言相對較小。此外,當僅采用單一信道時則這不是必要的。然而,當數據到達多信道時,可通過選擇適當的jmp值802以對齊數據。此將關于圖12進一步描述。

圖9示出獲得幀對齊的二十位數據流的實施例。在處理框902,接收未對齊的四位數據流。在處理框904,從最近的八位數據流提取經對齊的下四位流。在處理框906,儲存未對齊的四位數據。在決策框908,確定一循環是否執行五次。若是,在處理框914將產生經對齊的二十位數據流。在處理框916,在rck20儲存較上的十六位數據,且在處理框918提供經對齊的二十位數據流。

圖10示出控制產生器502的實施例,其具有內部時鐘信號(例如rck201006),以避免時鐘域交錯問題。在一實施例中,控制產生器502中采用兩時鐘sck?1002及rck?1004。時鐘sck?1002表示系統時鐘且FSM以此時鐘運行。時鐘sck?1002包含二十字符符號(例如20UI)的時段,而時鐘rck?1004表示來自CDR的恢復時鐘且包含5UI的時段。此外,傳入的數據流到達時鐘rck?1004。為了使數據路徑508(如圖5所示)從數據流提取二十位數據,通過時鐘rck?1004以使用及產生具有20UI時鐘周期的中間時鐘。該時鐘信號稱為rck20?1006,且在控制產生器502中產生。同樣地,舉例而言,時鐘信號rck20?1006具有與時鐘sck?1002的相差為約180度的性質。控制產生器502的另一角色是利用來自比較器陣列504(如圖5所示)的給定指針值(ptr)產生用于數據路徑508的控制信號。

此外,采用一技巧來降低功率消耗。舉例而言,在設定信道之后,不需要比較器陣列,因此經對齊的二十位數據流被掩碼(Masked)并傳遞至比較器陣列,以降低信號(諸如幀鎖定信號)開啟時的功率消耗。

圖11示出4-20端口對齊器中的等待時間1102與指針1104之間的關系的實施例。在一實施例中,4-20端口對齊器402根據高速信號產生平行數據,并將其結果傳遞至系統時鐘域。換言之,在系統時鐘域中,等待時間1102在特定位置(例如位置1106及1108)增加,反映出高速信道的通信延遲的增加。同時,高速信道上的延遲會影響幀邊界的位置,且其信息可作為指針1104的指標值而獲得。利用圖中所示等待時間1102及指針1104之間的圖形關系,可檢測若干基本點,這樣的等待時間增加1106及1108各反映出不連續點。在這種情況下,等待時間1102在位置1106、1108增加(于ptr?8、wptr?2)。

圖12示出基于多端口上的指針值的端口對齊實施例。所示實施例提供等待時間1202與指針1204(及wptr?1206)之間的關系,其中包含各種長條1208至1220,以反映從各端口接收的各種ptr值1204及wptr值1206。舉例而言,對于情況一1208及1218而言,長條1208的第一端口1222具有為零的wptr值,而長條圖1218的第二端口1224具有為二的wptr值,這表示此兩端口的等待時間彼此不同。然而,若此兩長條1208及1218被移位至安全區域的右邊,則wptr?0的第一值將變為wptr?2,而wptr?2的第二值將變為wptr?4,且皆產生相同的等待時間。將兩長條1208及1218移至兩個新wptr值的必需量需要兩個時鐘的rck或8UI?1226,其為在數據路徑508的第一階段中設置兩寄存器的一個目的。

相似地,在情況二1210及1220中,長條1210的第一端口1228位于wptr?1,而長條1220的第二端口1230位于wptr?3。將兩長條1210及1220移位至安全區域中的兩個新wptr值的必需量可能需要兩個時鐘的rck或8UI?1232。然而,圖中剩余的情況三1212、情況四1214及情況五1216已經位于安全區域中,因此不需將其移位。當比較情況一1208及1218以及情況四1214時,即使一wptr值具有為零的值,仍可根據來自其它端口的wptr值來決定其指針移位。

圖13示出相關于信號(例如jmp信號)的過程的實施例。所示過程實施例用于確定jmp信號值。在區塊1302,當來自端口的wptr為有效時,且例如當wptr在一個端口中準備好時,其亦產生如圖5所示的穩定信號。在決策框1310,若來自端口的所有穩定信號為一,則確定jmp值。在所示決策圖中有兩條路徑:舉例而言,在決策框1304,若一個wptr為零,且在決策框1306若另一wptr值等于一或二,則在框1308jmp值將等于一。若否,在區塊1314jmp值將等于零。另一方面,若在決策框1310一個wptr值為一,且在決策框1312若另一wptr為二或三,則在框1308將jmp值設定為一。若否,在區塊1314將jmp值設定為零。此決策可在單個周期中并行地計算。其亦產生一全穩定(allstable)信號,如圖5所示,以表示決定了jmp,且相連的4-20對齊器知曉該jmp。

圖14示出對于多個數據傳輸信道的用于執行自動數據對齊的過程實施例。在處理框1402,并行化器被開啟且被配置用于檢測幀邊界,且其被開啟后準備好用于正常操作。在處理框1404,裝置被開啟且在初始狀態發送SYNC2模式給主機。在處理框1406,與此裝置耦合的主機發送SYNC模式。此裝置使對齊器(位于裝置內)進行找尋幀邊界(例如發出搜索幀(SearchFrame)),因此在處理框1408此對齊器尋求在傳入數據流中找出SYNC模式的預定序列。在處理框1410,此對齊器與端口對齊器交互,以找出幀邊界并實現端口之間的同步。

在決策框1412,確定是否在各對齊器的輸出中發現SYNC模式。若否,將繼續進行處理框1410。若是,將繼續進行處理框1414,其中此對齊器產生幀鎖定(FrameLocked)信號以通知此裝置。接著,在處理框1416,此裝置開始發送SYNC模式給主機以發信號通知主機。在處理框1418,在信道設定之后,主機發送開始正常操作。

圖15表示可用于實施本發明實施例的計算機系統1500。計算機系統1500包括用于傳達信息的系統總線1520以及耦合至總線1520的用于處理信息的處理器1510。根據一個實施例,可利用多種微處理器之一來實現處理器1510。然而,本領域普通技術人員應可理解亦可使用其它處理器。

計算機系統1500還包括隨機存取存儲器(RAM)或其它動態儲存裝置1525(在本文中稱為主存儲器),其耦合至總線1520,用于儲存要被處理器1510執行的信息及指令。在處理器1510執行指令期間,主存儲器1525也可用于儲存臨時變量或其它中間信息。計算機系統1500還可包括只讀存儲器(ROM)和/或其它靜態儲存裝置1526,其耦合至總線1520,用于存儲處理器1510要使用的靜態信息和指令。

諸如磁盤或光盤及其對應的驅動器的數據儲存裝置1525也可耦合至計算機系統1500以儲存信息或指令。計算機系統1500亦可經由輸入/輸出(I/O)接口1530耦合至第二輸入/輸出(I/O)總線1550。多個輸入/輸出裝置可耦合至輸入/輸出總線1550,包括顯示裝置1524及輸入裝置(例如字母及數字輸入裝置1523和/或光標控制裝置1522)。通信裝置1521用于經由外部數據網絡訪問其它計算機(服務器或客戶端)。通信裝置1521可包括調制解調器、網絡接口卡或用于耦合至以太網、令牌環或其它形式的網絡的其它常規接口裝置。計算機系統1500包括但不限于網絡計算機裝置、移動電話、個人數據助理(PDA)等。

計算機系統1500可互連于客戶機/服務器網絡系統中。網絡可包括局域網(LAN)、廣域網(WAN)、城域網(MAN)、內部網、因特網等。如同文中別處所述,任何數量的網絡設備可通過端口倍增器級聯,以在網絡中形成聯網機構。經由此網絡可連接任何數量的裝置。裝置經由多種標準及非標準的協議(包括文中所述的協議)向網絡系統中的其它裝置傳輸諸如流送媒體數據的數據流。

在上述描述中,為解釋本發明,陳述了諸多特定細節以提供對本發明的透徹理解。然而,對本領域普通技術人員顯而易見的是,可實施本發明而不需其中某些特定細節。在其它實例中,公知的結構及裝置以框圖形式示出。所示組件之間可能存在中間結構。本文中所描述或示出的組件可具有而未加以說明或圖示的額外的輸入或輸出。

本發明的各個實施例可包含各種步驟。這些步驟可由硬件組件執行,或可具體化于計算機程序或計算機可讀指令中,這些程序或指令可用于使通用或專用處理器或用指令編程的邏輯電路執行這些步驟。替代地,這些步驟可由硬件和軟件的組合執行。

說明書中所述的一個或多個模塊、組件或要素,諸如在端口倍增器改進機構的實施例中或與其關聯的模塊、組件或要素可包含硬件、軟件及/或以上的組合。在模塊包含軟件的情況下,軟件數據、指令和/或配置可通過機器/電子裝置/硬件經由制品來提供。制品可包括具有用于提供指令、數據等的內容的機器可存取/可讀介質。這些內容可導致電子裝置(舉例而言,諸如本文中所述的濾波器、盤或盤控制器)執行所述的各種操作和動作。

本發明各種實施例的部分可作為計算機程序產品提供,其可包括計算機可讀介質,該計算機可讀介質具有儲存于其上的計算機程序指令,該指令可用于對計算機(或其它電子裝置)編程以執行根據本發明實施例的過程。機器可讀介質可包括但不限于軟盤、光盤、只讀光盤(CD-ROM)、磁光盤、只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、磁或光學卡、閃存或其它形式的適用于儲存電子指令的介質/機器可讀介質。此外,本發明亦可被下載為計算機程序產品,其中程序可從遠程計算機轉移至提出請求的計算機。

許多方法以其最基本的形式描述,但在不背離本發明的基本范圍的情況下,可向這些任何方法添加步驟或刪除步驟,且可向所描述信息中增加或減少信息。本領域技術人員顯而易見,可作出進一步修改和改編。提供特定具體實施例并非用于限制本發明而是為了說明本發明。本發明實施例的范圍并非由特定實施例所決定,而是由所附權利要求確定。

若陳述要素“A”耦合至要素“B”,則要素A可直接地耦合至要素B或經由例如組件C間接地耦合至組件B。當說明書或權利要求說明組件、特征、結構、步驟或特性A“造成”組件、特征、結構、步驟或特性B時,其表示“A”至少部分造成了“B”,但可存在至少另一組件、特征、結構、步驟或特性有助于造成“B”。若說明書中表明“可”、“可能”或“可以”包含組件、特征、結構、過程或特性,則并非必需包含此特定組件、特征、結構、步驟或特性。若說明書中提到“一(a)”或“一(an)”組件,那并不表示其僅存在一個所述組件。

實施例是本發明的實現或范例。說明書中對“一實施例”、“一個實施例”、“一些實施例”或“其它實施例”的引用表示關于實施例描述的特定特征、結構、或特性包含在至少一些實施例中,但未必包含在所有實施例中。“一實施例”、“一個實施例”、“一些實施例”的各種形式未必指代相同實施例。應理解,在本發明的前述示例性實施例的描述中,各種特征有時在單個實施例、附圖或其描述中聚集在一起,以精簡公開內容并幫助理解各個發明方面的一個或多個。然而,這種揭露方法不可解讀為表示要求保護的發明需要超過權利要求中所記載的更多特征。相反,如下述權利要求所反映,發明方面依賴于單個之前揭露的實施例的并非所有特征。因此,權利要求在此被明確地包含到說明書中,其中每個權利要求獨立地作為本發明的獨立實施例。

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用于 串行 接收機 自動 數據 對齊 方法 裝置 系統
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