本發(fā)明屬于芯片領(lǐng)域，具體地，涉及芯片中常用的鎖相環(huán)的，尤其是基于源同步接口方式接收器電路的內(nèi)置鎖相環(huán)電路，尤其涉及快速鎖定電路及設(shè)置有快速鎖定電路的鎖相環(huán)系統(tǒng)以及對(duì)應(yīng)的控制方法。

背景技術(shù)：

1、隨著集成電路的發(fā)展，數(shù)據(jù)在模塊之間的高速串行傳輸變得越來(lái)越重要。鎖相環(huán)模塊為高速數(shù)據(jù)的串行傳輸過(guò)程提供一種或多種頻率要求的時(shí)鐘，以保證數(shù)據(jù)在發(fā)送或接收過(guò)程都能精準(zhǔn)無(wú)誤地被識(shí)別。

2、鎖相環(huán)是一個(gè)負(fù)反饋系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)的自動(dòng)跟蹤。當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)相位誤差時(shí)，鎖相環(huán)會(huì)不斷地比較和修正本地振蕩信號(hào)的頻率和相位，最終使輸出信號(hào)的頻率經(jīng)過(guò)分頻后和輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘相等，環(huán)路進(jìn)入鎖定狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)相位的自動(dòng)控制。

3、鎖相環(huán)環(huán)路輸入為一個(gè)由晶體振蕩器提供的高穩(wěn)定度的參考時(shí)鐘信號(hào)，頻率為fref。將參考時(shí)鐘信號(hào)與經(jīng)過(guò)n分頻后的壓控振蕩器反饋信號(hào)同時(shí)輸入鑒頻鑒相器進(jìn)行比較，產(chǎn)生相位脈沖誤差信號(hào)up(或dn)；此信號(hào)控制電荷泵輸出充(放)電電流icp，對(duì)環(huán)路低通濾波器充電(或放電)；環(huán)路低通濾波器與壓控振蕩器的控制端相連，使壓控振蕩器的控制電壓vctrl增大(或減小)，從而增大(或減小)vco的輸出信號(hào)頻率；經(jīng)過(guò)分頻器分頻，得到的輸出反饋信號(hào)又送回pfd與fref比較；這樣進(jìn)行多次比較，直至環(huán)路達(dá)到鎖定，輸入和輸出信號(hào)的相位對(duì)齊或存在很小相差，系統(tǒng)保持穩(wěn)定。輸出頻率fout＝n·fref，通過(guò)改變分頻比n，可得到不同的輸出頻率。

4、這一過(guò)程中,環(huán)路反饋的延時(shí)時(shí)間較長(zhǎng),鎖相環(huán)的鎖相時(shí)間較長(zhǎng)。而在實(shí)際的模擬與數(shù)字混合芯片中，各模塊按照順序先后啟動(dòng)，較長(zhǎng)的鎖相環(huán)鎖相時(shí)間會(huì)影響整個(gè)芯片的啟動(dòng)速度，因此縮短鎖相環(huán)技術(shù)中的鎖定時(shí)間問(wèn)題一直是研究的重要課題。為了縮短鎖相環(huán)鎖定時(shí)間，通常會(huì)采用動(dòng)態(tài)調(diào)整電荷泵電流的方法，但這種方法在考慮改變帶寬的同時(shí)，還要通過(guò)改變環(huán)路濾波器參數(shù)等方式以保證環(huán)路的穩(wěn)定性，因而較為復(fù)雜，且造成功耗提升的同時(shí)不能最大限度的優(yōu)化鎖相環(huán)的鎖定時(shí)間。

5、在現(xiàn)有技術(shù)中，需要一種能夠快速縮短鎖相環(huán)技術(shù)中的鎖定時(shí)間的技術(shù)方案，但還沒(méi)有一個(gè)比較好的高效技術(shù)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種鎖相環(huán)快速鎖定電路，該電路利用鎖相環(huán)輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘與環(huán)路反饋時(shí)鐘周期比較的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)鎖相環(huán)頻率鎖定過(guò)程的鑒頻，可大幅縮小鎖相環(huán)從上電啟動(dòng)到輸出頻率穩(wěn)定達(dá)到預(yù)定指標(biāo)所需的時(shí)間，提高了鎖相環(huán)的性能指標(biāo)。

2、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種快速鎖定電路2，至少包括頻率比較模塊21、第二電荷泵22、vco振蕩檢測(cè)電路23和脈沖寬度檢測(cè)電路24，所述頻率檢測(cè)模塊21的輸出端連接所述第二電荷泵22、脈沖寬度檢測(cè)電路24的輸入端。

3、優(yōu)選地，所述脈沖寬度檢測(cè)電路24的輸出作為所述頻率比較模塊21的控制信號(hào)。

4、優(yōu)選地，所述頻率比較模塊21至少包括四個(gè)二分頻器、相位選擇電路25、雙邊沿鑒頻鑒相器26，所述四個(gè)二分頻器的輸出作為所述相位選擇電路25的輸入，所述雙邊沿鑒頻鑒相器26的輸出作為所述頻率檢測(cè)模塊21的輸出。

5、優(yōu)選地，所述雙邊沿鑒頻鑒相器26的輸入信號(hào)分別為fdiv_fc和fref_fc。

6、優(yōu)選地，所述雙邊沿鑒頻鑒相器26至少包括具有高電平復(fù)位功能的第六d觸發(fā)器261、第七d觸發(fā)器262、第八d觸發(fā)器263，第一二選一數(shù)據(jù)選擇器264、第二二選一數(shù)據(jù)選擇器265、第三二選一數(shù)據(jù)選擇器266、第四二選一數(shù)據(jù)選擇器267，所述第一二選一數(shù)據(jù)選擇器264、第二二選一數(shù)據(jù)選擇器265的輸出分別作為所述第六d觸發(fā)器261、第七d觸發(fā)器262的輸入，所述第八d觸發(fā)器263的輸出作為所述第三選一數(shù)據(jù)選擇器266、第四二選一數(shù)據(jù)選擇器267的輸入。

7、優(yōu)選地，所述快速鎖定電路2還包括鎖定檢測(cè)電路3，其用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鎖相環(huán)鎖定狀態(tài)，確保最終鎖定狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)。

8、優(yōu)選地，所述鎖定檢測(cè)電路3至少包括具有高電平置位功能的第一d觸發(fā)器31、第二d觸發(fā)器32，具有高電平復(fù)位功能的第三d觸發(fā)器33、第四d觸發(fā)器34、第五d觸發(fā)器35，以及第一緩沖器36、第二緩沖器37，第一或非門(mén)38、第一與非門(mén)39，其中所述第一d觸發(fā)器31、第二d觸發(fā)器32的輸出作為所述第一與非門(mén)39的輸入。

9、優(yōu)選地，所述脈沖寬度檢測(cè)電路24至少包括延時(shí)模塊241以及具有高電平置位功能的第九d觸發(fā)器242、第十d觸發(fā)器243，其中所述延時(shí)模塊241的輸出作為所述第九d觸發(fā)器242的輸入，所述第九d觸發(fā)器242的輸出作為所述第十d觸發(fā)器243的輸入。

10、根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，還提供一種快速鎖定的鎖相環(huán)系統(tǒng)，至少包括由鑒頻鑒相器、第一電荷泵11、分頻器組成的鎖相環(huán)電路1，其特征在于還包上述快速鎖定電路2。

11、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供一種用于上述快速鎖定鎖相環(huán)系統(tǒng)的鎖相環(huán)快速鎖定控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

12、步驟a.通過(guò)所述振蕩檢測(cè)電路23檢測(cè)到vco未振蕩，控制數(shù)據(jù)選擇器14輸出一個(gè)上升沿脈沖，使得快速鎖定電路中的頻率檢測(cè)模塊21輸出較長(zhǎng)的up1脈沖，驅(qū)動(dòng)所述第二電荷泵22對(duì)鎖相環(huán)中的低通濾波器中的電容進(jìn)行預(yù)充電；

13、步驟b.通過(guò)所述頻率檢測(cè)模塊21控制所述第二電荷泵22加速對(duì)所述低通濾波器中電容的充電；

14、步驟c.當(dāng)參考信號(hào)的頻率和反饋信號(hào)的頻率接近相等時(shí)，關(guān)閉所述快速鎖定電路2。

15、優(yōu)選地，在上述步驟a中的，在一個(gè)變化例中，所述振蕩檢測(cè)電路23檢測(cè)到vco輸出頻率低于第一閾值時(shí)，例如低于100hz時(shí)，控制數(shù)據(jù)選擇器14輸出一個(gè)上升沿脈沖，即當(dāng)vco已經(jīng)開(kāi)始振蕩但振蕩值很小的時(shí)候也提供一個(gè)上升沿脈沖，其處理邏輯與vco未震蕩是一樣的操作方式。

16、優(yōu)選地，所述步驟b包括如下步驟：

17、步驟b1.對(duì)來(lái)自分頻器和參考路徑的信號(hào)同時(shí)進(jìn)行分頻操作，獲得信號(hào)fdiv_fc以及8個(gè)頻率相同、相位不同的信號(hào)phase1～phase8；

18、步驟b2.通過(guò)相位選擇模塊從phase1～phase8這八個(gè)時(shí)鐘信號(hào)中選定一個(gè)作為所述雙邊沿鑒頻鑒相器26的輸入信號(hào)fref_fc；

19、步驟b3.所述雙邊沿鑒頻鑒相器26測(cè)量fdiv_fc與fref_fc上升沿之間的差值和下降沿之間的差值，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述參考信號(hào)的頻率與所述反饋信號(hào)的頻率進(jìn)行比較,輸出相應(yīng)的上升脈沖up1、up1b和下降脈沖dn1、dn1b給所述第二電荷泵22；

20、步驟b4.所述第二電荷泵22對(duì)低通濾波器中的電容進(jìn)行充放電以完成頻率調(diào)整。

21、優(yōu)選地，所述步驟b1還包括如下步驟：

22、步驟b21.利用相位采樣電路對(duì)分頻器生成的8個(gè)相位不同的時(shí)鐘信號(hào)phase1～phase8做處理，得到互不重疊的時(shí)鐘信號(hào)a1～a8；

23、步驟b22.以2fdiv作為d觸發(fā)器的輸入時(shí)鐘信號(hào)，對(duì)a1～a8信號(hào)進(jìn)行采樣，輸出b1～b8信號(hào)，并將所述b1～b8作為8個(gè)數(shù)據(jù)選擇器的控制端信號(hào)，即所述phase1～phase8八個(gè)時(shí)鐘信號(hào)。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)施例建立在純硬件電路的基礎(chǔ)上，通過(guò)引入快速鎖定模塊，分階段控制up1脈沖信號(hào)輸出，并利用電荷泵對(duì)低通濾波器電容注入電荷的方式，減小整體鎖相環(huán)的鎖定時(shí)間。同時(shí)在頻率接近相等，進(jìn)入鎖相階段時(shí)關(guān)斷快速鎖定模塊，避免對(duì)環(huán)路參數(shù)產(chǎn)生影響。經(jīng)仿真驗(yàn)證，可有效縮小鎖相環(huán)從上電啟動(dòng)到輸出頻率穩(wěn)定達(dá)到預(yù)定指標(biāo)所需的時(shí)間。本技術(shù)方案具有效率，與現(xiàn)有技術(shù)相比較實(shí)現(xiàn)成本低、易于應(yīng)用，容易有效推廣。