[发明专利]半导体装置、接收器、发送器、收发器和通信系统

说明书

相关申请的交叉引用

于2011年10月17日提交的日本专利申请案号2011-227712的公开内容(包括说明书、附图和摘要)在此通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置、接收器、发送器、收发器和通信系统，并且更具体地涉及一种具有用于与时钟信号同步发送/接收数据的功能的半导体装置、接收器、发送器、收发器和通信系统。

背景技术

近些年来，串行数字传输系统在许多情形下用于在耦合至通信网络系统的装置之间通信以及用于在个人计算机内部的数据交换。在串行数字传输系统中，串行信号在半导体装置之间以高速交换。

在串行数字传输系统中，数据信号以在其上叠加时钟信号的方式来发送，并且在接收端，使用时钟和数据恢复电路来再现与数据信号同步的时钟信号。对于在半导体装置之间的数据交换而言，当使用高速数字信号时(基于串行数字传输系统)，数字信号的谐波效应变得显著。

数字信号的谐波可以引起各种问题，例如不必要的辐射噪声。例如，叠加在通信信道上的不必要的辐射噪声可以引起通信故障。不必要的辐射噪声也可以引起诸如收音机和电视之类的电子装置中的视频和音频质量恶化。

因此，通过将在串行数字传输系统中使用的时钟信号的频率从振荡频率的峰值稍微偏移以免将时钟信号固定至单个频率，使用SSCG(扩展频谱时钟发生器)来减小不必要的辐射噪声。

在日本未审查专利公开案号2011-041121中，公开了一种具有PLL电路的收发器，其使用在接收数据(接收到的数据)的频率与操作时钟信号的频率之间的差值来校正发送时钟信号。此外，日本未审查专利公开案号2011-041121中公开的收发器包括SSCG以便减小通过所接收和发送的数据生成的不必要的辐射噪声。

发明内容

上述现有技术文献日本未审查专利公开案号2011-041121中的公开内容在此通过引用整体并入本文。以下将从本发明的观点来分析该公开内容。

如上所述，日本未审查专利公开案号2011-041121中公开了一种用于通过将在接收数据和操作时钟信号的频率之间的频率误差反馈回至PLL电路以产生发送时钟信号的技术。

在上述现有技术中，SSCG单元扩展了接收数据的频谱，从而使得当接收数据频率变化时，发送数据频率也变化。图2示出了由使用串行数字传输系统的收发器所接收/发送的接收数据和发送数据的示例。如在图2的上部部分中所示，当SSC施加至接收数据时，SSC也施加至发送数据。

然而，当接收数据频率不变化时(尚未施加SSC)，则SSC也不施加至发送数据(参见图2的下部部分)。

在日本未审查专利公开案号2011-041121中公开的收发器中，SSC是否施加至发送数据取决于SSC是否已施加至接收数据。因此，当SSC尚未施加至接收数据时，不可避免的是SSC也不施加至发送数据。也即，不可能单独地施加SSC至发送数据。

如上所述，存在一个待解决的问题，其关于施加SSC至基于在接收数据和操作时钟信号之间的频率误差而产生的发送时钟信号(发送数据)。因此，期望实现可以基于频率误差产生发送时钟信号并且允许SSC可选地施加至发送数据的一种半导体装置、接收器、发送器、收发器和通信系统。

根据本发明的第一方面，提供了一种半导体装置，包括：时钟和数据恢复单元，接收信号输入至该时钟和数据恢复单元，并且该时钟和数据恢复单元基于操作时钟信号从接收信号提取时钟信号和数据信号；频率误差调整单元，其产生指示了在从接收信号提取的时钟信号和操作时钟信号之间的频率误差的频率误差信号；频率误差信号存储单元，其存储了频率误差信号；操作时钟产生单元，其基于频率误差信号控制操作时钟信号的频率；以及SSCG单元，其基于存储在频率误差信号存储单元中的频率误差信号的值来通过扩展操作时钟信号的频谱而变化由操作时钟产生单元所产生的操作时钟信号。

根据本发明的第二方面，提供了一种包括根据本发明的第一方面的半导体装置的接收器。

根据本发明的第三方面，提供了一种包括根据本发明的第一方面的半导体装置的发送器。

根据本发明的第四方面，提供了一种包括根据本发明的第一方面的半导体装置的收发器。