一种时钟数据恢复电路、时钟信号的调节方法及显示芯片与流程

本发明涉及显示，特别涉及一种时钟数据恢复电路、时钟信号的调节方法及显示芯片。

背景技术：

1、在串行通信的显示系统中，发送端根据固定的传输频率来产生数据信号，并将数据信号传送至接收端，接收端接收到数据信号后，根据与发送端的传输频率同步的时钟信号，来读取该数据信号，以保证数据信号读取结果的正确性。因此，通常在接收端中设置时钟数据恢复电路(clock and data recovery，cdr)，以恢复发送端的传输频率及时钟信号，实现数据信号的正确读取。

2、为减小时钟数据恢复电路的面积开销和电路功耗，相关技术中提出了一种基于单回路系统的时钟数据恢复电路。该时钟数据恢复电路无需额外引入参考时钟，通过输入的数据信号的频率即可实现频率锁定。

3、然而，显示系统中定义了多种数据传输模式，不同的数据传输模式对应的数据信号的传输速率不同，从而导致时钟数据恢复电路输出的时钟信号的频率也就不同。若要使得时钟数据恢复电路输出的时钟信号的频率，可以与各个数据传输模式相匹配，则该时钟数据恢复电路中所需的电流源支路较多，这会增大时钟数据恢复电路的面积开销，不利于集成。

技术实现思路

1、本发明提供一种时钟数据恢复电路、时钟信号的调节方法及显示芯片，用以解决现有技术中的时钟数据恢复电路，为匹配多种数据传输模式而造成的电路面积开销大的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供一种时钟数据恢复电路，包括：

3、数字控制器，用于在检测到数据信号的频率发生改变时，根据检测结果，输出模式选择开关信号，并基于频率调节方式信号的电平状态，生成目标频率控制信号；

4、电流源电路，用于在所述模式选择开关信号和所述目标频率控制信号的控制下，输出第一电流信号；

5、时钟发生模块，用于在切换控制信号的控制下，根据所述第一电流信号，生成目标时钟信号；

6、其中，所述切换控制信号为所述数字控制器在输出所述目标频率控制信号之后生成的，所述目标时钟信号的频率与所述数据信号的频率相匹配，所述目标时钟信号的相位与所述数据信号的相位相匹配。

7、本发明实施例提供的时钟数据恢复电路，通过数字控制器对数据信号的频率变化进行检测，生成模式选择开关信号，并在模式选择开关信号和目标频率控制信号的控制下，通过电流源电路输出第一电流信号，以使时钟发生模块根据第一电流信号生成目标时钟信号。由于第一电流信号是在模式选择开关信号和目标频率控制信号的共同控制下生成的，因此，无需在电流源电路中设置多组电流源支路，即可输出适配不同数据传输模式的多种第一电流信号，从而实现目标时钟信号的宽频输出，减小了电路面积开销和电路功耗。

8、在一种可选的实施例中，所述电流源电路包括基准电流源模块和电流发生模块，其中：

9、所述基准电流源模块分别与所述数字控制器和所述电流发生模块电连接，所述电流发生模块还分别与所述数字控制器和所述时钟发生模块电连接；

10、所述基准电流源模块，用于在所述模式选择开关信号的控制下，输出第一基准电流信号；

11、所述电流发生模块，用于在所述目标频率控制信号的控制下，基于所述第一基准电流信号，输出所述第一电流信号；

12、所述数字控制器具体用于：

13、若检测到所述数据信号的频率变大，则调大所述模式选择开关信号的级别，以使增大所述第一基准电流信号的电流值；

14、若检测到所述数据信号的频率变小，则调小所述模式选择开关信号的级别，以使减小所述第一基准电流信号的电流值；

15、其中，所述模式选择开关信号包括多个级别，所述模式选择开关信号的级别与所述第一基准电流信号的电流值呈正相关。

16、上述实施例，通过在电流源电路中设置基准电流源模块，基准电流源在模式选择开关信号的控制下，输出第一基准电流信号，以第一基准电流信号作为基准，并在目标频率控制信号的控制下，即可生成第一电流信号。且通过设置多级模式选择开关信号，并根据检测到的数据信号的频率变化方向，调节模式选择开关信号的级别，以相应增大或减小第一基准电流信号的电流值，从而实现对第一电流值和目标时钟信号的调节，扩大了时钟数据恢复电路的输出频率，实现宽频输出。

17、在一种可选的实施例中，所述基准电流源模块包括基准电流源和电流源镜像支路，所述电流发生模块包括第一电流源支路和第二电流源支路，其中：

18、所述基准电流源和所述电流源镜像支路电连接，所述电流源镜像支路分别与所述第一电流源支路、所述第二电流源支路和所述数字控制器电连接；

19、所述第一电流源支路还分别与所述数字控制器和所述时钟发生模块电连接，所述第二电流源支路还分别与所述数字控制器和所述时钟发生模块电连接；

20、所述基准电流源，用于输出第二基准电流信号；

21、所述电流源镜像支路，用于在所述模式选择开关信号的控制下，调整所述电流源镜像支路中工作的镜像电流源的数量，并基于所述第二基准电流信号，输出所述第一基准电流信号；

22、所述第一电流源支路，用于在第一频率控制信号的控制下，调整所述第一电流源支路中工作的第一电流源的数量，以输出第一电流子信号；

23、所述第二电流源支路，用于在第二频率控制信号的控制下，调整所述第二电流源支路中工作的第二电流源的数量，以输出第二电流子信号；

24、其中，所述第一基准电流信号的电流值与所述第二基准电流信号的电流值呈倍数关系，所述目标频率控制信号包括所述第一频率控制信号和所述第二频率控制信号，所述第一电流信号是根据所述第一电流子信号和所述第二电流子信号确定的，所述第一电流子信号的电流值大于所述第二电流子信号的电流值。

25、上述实施例，在模式选择开关信号的控制下，导通电流源镜像支路中的至少一个镜像电流源，使其工作，并以基准电流源输出的第二基准电流信号作为工作的镜像电流源的镜像基准，生成第一基准电流信号，从而实现对第一基准电流信号的调节。此外，电流发生模块通过粗调节和细调节相配合的方式，调节第一电流信号的电流值，以调节时钟发生模块生成的时钟信号的频率。其中，第一电流源支路在第一频率控制信号的控制下，调节输出的第一电流子信号，以改变时钟信号的频率，即采用粗调节的方法进行频率调节，以使生成的时钟信号的频率可以快速接近数据信号的频率。第二电流源支路在第二频率控制信号的控制下，调节输出的第二电流子信号，以改变时钟信号的频率，即采用细调节的方法进行频率调节，以使生成的时钟信号的频率可以精准锁定数据信号的频率，从而实现时钟信号的频率锁定。

26、在一种可选的实施例中，所述数字控制器具体用于：

27、若所述频率调节方式信号的电平状态为第一电平状态，则输出预设的目标频率控制信号；

28、若所述频率调节方式信号的电平状态为第二电平状态，则根据所述数据信号的频率和第一时钟信号的频率，生成所述目标频率控制信号；

29、其中，所述第一时钟信号为所述时钟发生模块在未接收到所述切换控制信号的情况下，根据所述第一电流信号生成的。

30、上述实施例，通过设定频率调节方式信号，以根据频率调节方式信号的不同电平状态，选择不同的目标频率控制信号的生成方式，实现对频率调节的灵活控制。

31、在一种可选的实施例中，若所述频率调节方式信号的电平状态为所述第二电平状态，则所述数字控制器具体用于：

32、检测第一计数值，其中，所述第一计数值用于表征所述数字控制器输出所述第一频率控制信号的次数；

33、若检测到所述第一计数值小于第一预设值，则根据第一频率差值，调节所述第一频率控制信号的级别，以使所述第一电流子信号改变；

34、若检测到所述第一计数值大于或等于所述第一预设值，则对所述第一频率差值进行检测，并根据检测结果，调节所述模式选择开关信号，或锁定当前的第一频率控制信号，并将锁定的第一频率控制信号作为所述目标频率信号；

35、其中，所述第一频率差值为所述数据信号的频率与当前的第一时钟信号的频率之间的差值，所述第一频率控制信号包括多个级别，所述第一频率控制信号的级别与所述第一电流子信号的电流值呈正相关。

36、上述实施例，数字控制器根据第一频率差值对第一频率控制信号进行调节，具体的，若检测到第一频率差值为正值，则说明数据信号的频率大于当前的第一时钟信号的频率，则调大第一频率控制信号的级别，以增大第一电流信号，从而使得第一时钟信号的频率快速增大。若检测到第一频率差值为负值，则说明数据信号的频率小于当前的第一时钟信号的频率，则减小第一频率控制信号的级别，以减小第一电流信号，从而使得第一时钟信号的频率快速减小。通过上述方式，可以使得调节后的第一时钟信号的频率与数据信号的频率较为接近，实现频率的快速逼近。

37、在一种可选的实施例中，若检测到所述第一计数值大于或等于所述第一预设值，则所述数字控制器具体用于：

38、若检测到所述第一频率差值位于第一预设阈值范围内，则锁定当前的第一频率控制信号，并将锁定的第一频率控制信号作为所述目标频率信号；

39、若检测到所述第一频率差值位于所述第一预设阈值范围外，则调节所述模式选择开关信号。

40、上述实施例，在数字控制器输出第一预设值次数的第一频率控制信号时，对第一频率差值进行检测。若数值控制器检测到第一频率差值位于第一预设阈值范围内，则说明数据信号的频率与第一时钟信号的频率已经较为接近，达到了粗调节的目的，即可进行频率锁定操作。否则，说明数据信号的频率与第一时钟信号的频率依旧相差较大，超出了可锁定的范围，则需要调节模式选择开关信号，以改变用于生成第一电流信号的基准，并再次进行粗调节。通过上述方式即可实现频率的快速逼近。

41、在一种可选的实施例中，所述数字控制器还用于：

42、当检测到所述第一计数值大于或等于所述第一预设值，且小于第二预设值时，根据所述第一频率差值，调节所述第一频率控制信号，以及对所述第一频率差值进行持续检测；

43、若在第一时长内，检测到所述第一频率差值位于所述第一预设阈值范围外，则调节所述模式选择开关信号；

44、若在所述第一时长内，未检测到所述第一频率差值位于第一预设阈值范围外，则锁定当前的第一频率控制信号，并将锁定的第一频率控制信号作为所述目标频率信号；

45、其中，所述第一时长为所述第一计数值由所述第一预设值变为所述第二预设值所需的时长。

46、上述实施例，通过对第一频率差值进行第一时长的持续检测，并在确定该第一频率差值在第一时长内均位于第一预设阈值范围内时，即可确定数据信号的频率与第一时钟信号的频率保持稳定接近，此时，再进行频率的锁定，避免频率误锁定或失锁情况的发生，实现频率的精准锁定。

47、在一种可选的实施例中，在锁定第一频率控制信号后，所述数字控制器具体用于：

48、检测第二计数值，其中，所述第二计数值用于表征所述数字控制器输出所述第二频率控制信号的次数；

49、若检测到所述第二计数值小于第三预设值，则根据所述第一频率差值，调节所述第二频率控制信号的级别，以使所述第二电流子信号改变；

50、若检测到所述第二计数值大于或等于所述第三预设值，则对所述第一频率差值进行检测，并根据检测结果，调节所述模式选择开关信号，或锁定当前的第二频率控制信号，并将锁定的第二频率控制信号作为所述目标频率信号；

51、其中，所述第二频率控制信号包括多个级别，所述第二频率控制信号的级别与所述第二电流子信号的电流值呈正相关。

52、上述实施例，数字控制器根据第一频率差值对第二频率控制信号进行调节，具体的，若检测到第一频率差值为正值，则说明数据信号的频率大于当前的第一时钟信号的频率，则调大第二频率控制信号的级别，以增大第一电流信号，从而使得第一时钟信号的频率缓慢增大。若检测到第一频率差值为负值，则说明数据信号的频率小于当前的第一时钟信号的频率，则减小第二频率控制信号的级别，以减小第一电流信号，从而使得第一时钟信号的频率缓慢减小。通过上述方式，可以使得调节后的第一时钟信号的频率与数据信号的频率接近程度更为精准，实现频率的精准确定。

53、在一种可选的实施例中，若检测到所述第二计数值大于或等于所述第三预设值，则所述数字控制器具体用于：

54、若检测到所述第二频率差值位于第二预设阈值范围内，则锁定当前的第二频率控制信号，并将锁定的第二频率控制信号作为所述目标频率信号；

55、若检测到所述第二频率差值位于所述第二预设阈值范围外，则调节所述模式选择开关信号；

56、其中，所述第一预设阈值范围包括所述第二预设阈值范围。

57、上述实施例，在数字控制器输出第三预设值次数的第二频率控制信号时，对第一频率差值进行检测。若数值控制器检测到第一频率差值位于第二预设阈值范围内，则说明数据信号的频率与第一时钟信号的频率的接近程度较高，即认为数据信号的频率与第一时钟信号的频率一致，达到了细调节的目的，即可进行频率锁定操作。否则，说明数据信号的频率与第一时钟信号的频率依旧相差较大，超出了可锁定的范围，则需要调节模式选择开关信号，以改变用于生成第一电流信号的基准，并再次进行细调节。通过上述方式即可实现频率的精准确定。

58、在一种可选的实施例中，所述数字控制器还用于：

59、当检测到所述第二计数值大于或等于所述第三预设值，且小于第四预设值时，根据所述第一频率差值，调节所述第二频率控制信号，以及对所述第一频率差值进行持续检测；

60、若在第二时长内，检测到所述第一频率差值位于所述第二预设阈值范围外，则调节所述模式选择开关信号；

61、若在所述第二时长内，未检测到所述第一频率差值位于第二预设阈值范围外，则锁定当前的第二频率控制信号，并将锁定的第二频率控制信号作为所述目标频率信号；

62、其中，所述第二时长为所述第二计数值由所述第三预设值变为所述第四预设值所需的时长。

63、上述实施例，通过对第一频率差值进行第二时长的持续检测，并在确定该第一频率差值在第二时长内均位于第二预设阈值范围内时，即可确定数据信号的频率与第一时钟信号的频率保持稳定接近，此时，再进行频率的锁定，避免频率误锁定或失锁情况的发生，实现频率的精准锁定。

64、在一种可选的实施例中，在锁定第二频率控制信号后，所述数字控制器具体用于：

65、输出所述切换控制信号；

66、所述时钟发生模块具体用于：

67、在所述切换控制信号控制下，根据所述第一电流信号，生成第二时钟信号；比较所述数据信号的相位与所述第二时钟信号的相位，根据比较结果，对所述第二时钟信号进行调节；将调节后的第二时钟信号，作为所述目标时钟信号。

68、上述实施例，在通过粗调节加细调节的方式实现频率锁定之后，利用时钟发生模块，进行第二时钟信号的相位调节，并将相位调节完成后的第二时钟信号作为目标时钟信号，以实现对目标时钟信号的确定。通过上述方式生成的目标时钟信号的频率和相位，与数据信号的频率和相位之间的接近程度较高，即可认为该目标时钟信号与数据信号同频同相，以便于接收端根据该目标时钟信号，对数据信号进行读取操作，保证数据信号读取结果的正确性。

69、在一种可选的实施例中，所述时钟发生模块具体用于：

70、检测第三计数值，其中，所述第三计数值用于表征所述时钟发生模块对所述第二时钟信号进行调节的次数；

71、若检测到所述第三计数值小于第五预设值，则根据第一相位差值，调节所述第二时钟信号的相位；

72、若检测到所述第三计数值大于或等于所述第五预设值，则对所述第一相位差值进行检测，并根据检测结果，调节所述模式选择开关信号，或锁定当前的第二时钟信号，并将锁定的第二时钟信号作为所述目标时钟信号；

73、其中，所述第一相位差值为所述数据信号的相位与当前的第二时钟信号的相位之间的差值。

74、上述实施例，通过时钟发生模块对第二时钟信号的相位进行调节，并在调节了第五预设值次数后，对第一相位差值进行检测，以根据检测结果进行相位锁定操作。

75、第二方面，本发明实施例提供一种时钟信号的调节方法，应用于如上述第一方面中任一项实施例所述的时钟数据恢复电路，所述方法包括：

76、在检测到数据信号的频率发生改变时，根据检测结果，输出模式选择开关信号，并基于频率调节方式信号的电平状态，生成目标频率控制信号；

77、在所述模式选择开关信号和所述目标频率控制信号的控制下，输出第一电流信号；

78、在切换控制信号的控制下，根据所述第一电流信号，生成目标时钟信号；

79、其中，所述切换控制信号为在输出所述目标频率控制信号之后生成的，所述目标时钟信号的频率与所述数据信号的频率相匹配，所述目标时钟信号的相位与所述数据信号的相位相匹配。

80、第三方面，本发明实施例提供一种显示芯片，包括如上述第一方面中任一项实施例所述的时钟数据恢复电路。

81、第四方面，本发明实施例提供一种显示设备，包括如上述第三方面中任一项实施例所述的显示芯片。

82、上述第二方面公开的时钟信号的调节方法、第三方面公开的显示芯片以及第四方面公开的显示设备可能达到的技术效果请参照上述针对第一方面或第一方面中的各种可能方案可以达到的技术效果说明，这里不再重复赘述。