[发明专利]一种基于FPGA的数据信号恢复方法

说明书

本发明涉及电子通信技术领域，具体涉及一种基于FPGA的数据信号恢复方法。本发明针对盲采样形式的数据传输情况，通过多相位时钟降低了系统的工作频率；巧妙的运用奇数个相位，来确定脉冲所占时钟周期的大小，由此可以大大提高数据恢复的精确度；并通过跳变沿之间的相位差，来判别毛刺和有效数据，进一步提高了数据恢复的精确度。最终本发明实现了对传输过程中发生畸变的数据恢复，恢复精度较高，在不需要倍频的情况下降低了对时钟频率的高要求，同时，做到了对数据恢复的优化，大大降低了数据传输过程中毛刺所带来的数据偏差，时序要求低。

技术领域

本发明涉及电子通信技术领域，更具体地，涉及一种基于FPGA的数据信号恢复方法。

背景技术

随着通信技术和电信号处理技术的发展，串行数据通信在电信、光收发器、数据存储局域网以及无线产品中的应用日益广泛，传输速率也越来越快。在串行数据通信中，为了节省开销、节约开发板资源，存在这样一种常见情况，发送端和接收端由于资源受限，端口只允许发送端和接收端之间只传送数据信号而不传送与数据信号同步的时钟，即接收端接收数据信号是一个盲采样形式，盲采样涉及异步时钟域下的数据信号处理，现有技术一般采用打“两拍”、异步FIFO、“握手”协议等方法，继而实现发送端与接收端的正常收发。

其中，打“两拍”是指数据接收端通过两次采样的形式，消除亚稳态，一般用于触发信号的传递，无法确保数据信号脉冲的宽度的准确性。异步FIFO需要在发送端发送时钟和接收端接收时钟同时已知并可用的情况，通过FIFO将数据过渡，再读出，对FPGA系统时钟的工作频率精确度有较高的要求。“握手”协议需要发送端和接收端之间通过某种自定义格式的协议，发送端对数据进行包装，使得接收端可以分辨有效数据和无效数据，接收端通过过采样的形式对数据接收端的数据进行采样，以确保数据信号的不遗失，这种情况需要确保在数据信号传递过程中，数据信号没有发生太大的畸变，让“握手”正常进行。

以上技术均为盲采样形式下正常数据信号流现有的传输方式。针对盲采样条件下，数据信号由于走线、寄生效应等因素影响发生畸变的情况，当前的数据恢复方法主要是通过N倍频过采样的方法，检测数据流的上升下降沿，由此为基础恢复数据。但是这种数据恢复方法有一定的缺陷：第一，由于N倍频的存在，时钟频率会变的非常大，当本地时钟晶振不是很准确的情况下，会产生较大误差，效果并不是特别好；第二，当数据畸变较为严重时，很难区分毛刺所带来的影响；第三，由于时钟频率较大，因此对于时序的要求很高，一不小心就会违背时序要求。因此，这种方法对时钟精度要求很高，对数据流的畸变程度有所要求，对时序要求很高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于FPGA的数据信号恢复方法，其目的在于针对盲采样情况下，在保证数据信号恢复精度的情况下，尽可能节约了全局的资源，降低了系统的工作频率，能够尽可能消除毛刺带来的影响，由此解决目前数据信号恢复时，对FPGA系统的时钟精度要求较高、数据信号流畸变较大、存在毛刺等技术问题。

一种基于FPGA的数据信号恢复方法，包括以下步骤：

步骤1、使用本地时钟利用FPGAPLL(锁相环)产生一个与已知的发送端时钟相同频率的接收端系统时钟A，并生成与接收端系统时钟A相差72°、144°、216°和288°相位差的子时钟B、C、D和E。

步骤2、利用步骤1产生的五路时钟对输入信号分别进行采样，采样结果分别记为temp_A、temp_B、temp_C、temp_D和temp_E。

步骤3、将步骤2得到的采样结果temp_A、temp_B、temp_C、temp_D和temp_E转换到A时钟域下；

进一步的，所述步骤3的具体操作为利用两个寄存器A_temp_A、Y_A将temp_A打两拍，最后temp_A数据信号过渡到了Y_A，同理，temp_B数据信号过渡到了Y_B，temp_C数据信号过渡到了Y_C，temp_D数据信号过渡到了Y_D，temp_E数据信号过渡到了Y_E。