[发明专利]用于高速LVDS通信的同步的方法和设备

说明书

本发明涉及高速数据通信，具体地涉及用于高速、低压差分信令 (LVDS)通信的方法和设备，更具体地，涉及这样的用于把视频数据传送到 显示设备的方法。

低压差分信令(LVDS)信道广泛地使用于具有低电磁干扰(EMI)的高带 宽数据通信。LVDS标准需要接收机恢复发送时钟，并把它的频率乘以“串 行化因子(serialization factor)”。芯片级噪声、抖动和固有的延迟限制了 恢复的时钟分布网络(clock distribution network)的物理长度，所以限制 了可以由相同时钟驱动的LVDS接收机的数目。

大量的各种各样的“时钟恢复”和“时钟偏差控制”方法被使用于高带 宽/高时钟速率数据流播。例子包括本地锁相环(PLL)、具有可编程反馈的 延迟锁定环(DLL)、从数据流的时钟恢复(例如，曼彻斯特译码)和可调谐的 延迟线。

然而，对于某些应用，这些时钟恢复解决方案是不切实际的。

例如，考虑这样的情形：把视频数据传送到高分辨率UXGA-W-一种 具有可编程的色深度、可编程的基色数目和低功率要求的硅基液晶(LCOS) 设备。假设LVDS信道可以以1.0Gbps运行，对于高数据速率(25Gbps数 据输入，对于每种颜色12比特，5种基色，和180Hz帧速率)，需要总共 25个LVDS数据输入。为每个LVDS接收机都包括PLL/DLL将汲取极大 量的功率。同时，在这样的情形下，时钟频率可能超过500MHz(2ns周 期)。数据建立和保持时间需要被控制在非常严格的容限内。所以，静态 LVDS时钟线分布是不够的，因为由于沿时钟分布线到LVDS接收机的传 播延迟而引起的时钟偏差将导致不正确的数据配准(data registering)。所 以，在这样的应用中，固定的LVDS时钟恢复技术不是合适的解决方案。

而且，在某些应用中，要被传送的总的数据速率可能是高度可变的。 更具体地，在某些条件下，可能需要LVDS数据接收机的全部定额装备(full complement)来支持总的数据速率要求，而在其它条件下，总的数据速率 可能被减小，使得少于LVDS数据接收机的全部定额装备便可以支持它。 在那种情形下，在较低的数据速率条件下，比所需要的要多的LVDS数据 接收机被使用。这进而又导致比所需的更大的功耗。

另外，有时可以预料到或许一个或多个LVDS接收机可变为不工作的 或有故障的。在那种情形下，即使在剩余的LVDS信道上可能存在足够的 数据容量来传送所有的有用负荷数据，整个有用负荷数据也不能成功地传 递。

因此，希望提供一种用于在多个LVDS信道上传送数据的系统和方 法，其利用改进的时钟恢复和摆动(slew)控制技术。还希望提供带有多 个LVDS接收机的设备，其在总的数据速率被减小到不需要利用所有的可 用LVDS接收机的水平时减小或消除了功率浪费。又希望提供带有多个 LVDS接收机的设备，其即使在一个或多个LVDS接收机变为不工作或有 故障时，也可以在某些条件下连续成功地接收有用负荷数据。

在本发明的一方面，一种通过多个低压差分信令(LVDS)信道把有用负 荷数据从第一设备传送到第二设备的方法，包括：通过N个LVDS信道把 有用负荷数据和同步信息从第一设备发送到第二设备；把字时钟从第一设 备发送到第二设备，其中字时钟与有用负荷数据同步；N个LVDS信道中 的每个信道的有用负荷数据和同步信息在第二设备的N个LVDS接收机的 相应接收机处接收；在第二设备处接收字时钟；从字时钟生成M个LVDS 接收时钟，M个LVDS接收时钟中的每个接收时钟具有相同的频率，该频 率是字时钟的频率的P倍，并且M个LVDS接收时钟中的每个接收时钟 具有互相不同的相位；以及在N个LVDS接收机中的每个接收机处：使用 M个LVDS接收时钟中的每个接收时钟来使同步数据与参考字进行相关， 以便为M个LVDS接收时钟中的每个接收时钟产生相关值，选择产生最 大相关值的所选择的LVDS接收时钟，并且使用所选择的LVDS接收时钟 接收用于相应的LVDS信道的有用负荷数据。