一种面向CPO光电互连的高密度数据传输时钟同步方法与流程

本发明涉及数据传输时钟同步，特别是一种面向cpo光电互连的高密度数据传输时钟同步方法。

背景技术：

1、随着交换芯片、计算加速器和光引擎向共封装方向发展，cpo光电互连逐步采用多通道并行传输结构，以提升封装内外的数据交换密度。常规时钟同步方法通常由发送端提供参考时钟，接收端通过锁相环恢复频率，并结合训练序列、相位插值器及通道对齐缓冲区完成多通道采样相位确定和字级对齐；运行期间再依据周期性训练块、温度或供电电压变化对采样时钟进行校正。

2、然而，现有方法仍存在两方面的局限性：一是组时钟锁定、各通道初始采样相位搜索和通道到达时间测量通常分别处理，固定路径差与运行变化量可能采用不同测量口径；二是运行期间多采用固定周期复测或单通道独立调节，难以区分组内共同变化、时钟树分支变化和单通道变化，控制参数更新与有效载荷传输之间的衔接较为复杂。

技术实现思路

1、鉴于上述现有方法存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明提供了一种面向cpo光电互连的高密度数据传输时钟同步方法，解决了cpo高密度光电互连中多通道相位测量基准不统一及运行期间相位变化难以分级调整的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、本发明提供了一种面向cpo光电互连的高密度数据传输时钟同步方法，其包括，获取cpo光电互连同步配置数据，划分时钟同步组并生成cpo光电互连时钟同步基础记录；基于cpo光电互连时钟同步基础记录发送同步训练块，锁定接收端组锁相环，确定各数据通道初始采样相位，生成cpo光电互连初始同步记录；根据cpo光电互连时钟同步基础记录和cpo光电互连初始同步记录，匹配组内同步训练块，测量各数据通道的到达时间差，根据固定通道相位基准调整通道对齐缓冲区、字内符号选择位置和相位插值器，生成cpo光电互连通道相位调整记录；基于cpo光电互连时钟同步基础记录和cpo光电互连通道相位调整记录，在有效载荷传输期间复测各数据通道相位，根据相位变化结果更新组时钟、时钟树分支或者单通道控制参数，处理通道重新对齐及主备用同步通道切换，生成cpo光电互连运行相位复测记录。

5、作为本发明所述面向cpo光电互连的高密度数据传输时钟同步方法的一种优选方案，其中：所述划分时钟同步组并生成cpo光电互连时钟同步基础记录包括：按照光引擎归属、发送锁相环、发送时钟分频比、数据波特率、调制方式、线路编码方式、前向纠错编码方式、接收端组锁相环连接关系及相位插值器输入基准的一致性划分时钟同步组；对组内满足固定训练序列检测条件的数据通道进行排序，确定主同步通道和备用同步通道，测量各数据通道相对于主同步通道的固定通道相位基准。

6、作为本发明所述面向cpo光电互连的高密度数据传输时钟同步方法的一种优选方案，其中：所述基于cpo光电互连时钟同步基础记录发送同步训练块，锁定接收端组锁相环，确定各数据通道初始采样相位包括：同步训练块由协议预留控制块组成，发送端在初始同步期间重复发送固定训练序列字段，接收端从主同步通道提取信号边沿并完成接收端组锁相环的频率锁定和相位锁定；主同步通道未在对应锁定允许时间内完成锁定时，根据频率锁定结果保持或恢复组锁相环频率控制字，并切换至备用同步通道继续锁定。

7、作为本发明所述面向cpo光电互连的高密度数据传输时钟同步方法的一种优选方案，其中：所述基于cpo光电互连时钟同步基础记录发送同步训练块，锁定接收端组锁相环，确定各数据通道初始采样相位包括：接收端组锁相环完成锁定后，分别扫描各数据通道相位插值器在一个单位间隔内的控制字，根据固定训练序列字段的符号错误数量、规定检测边沿漏检数量和同步训练块类型识别结果确定有效采样区间，选取有效采样区间的相位中点作为对应数据通道的初始采样相位。

8、作为本发明所述面向cpo光电互连的高密度数据传输时钟同步方法的一种优选方案，其中：所述匹配组内同步训练块，测量各数据通道的到达时间差，根据固定通道相位基准调整通道对齐缓冲区、字内符号选择位置和相位插值器包括：组并行时钟由接收端组锁相环输出时钟分频形成，接收端针对同一训练序号的规定检测边沿，分别记录组并行时钟计数值、规定检测边沿对应符号在逻辑并行数据字内的位置以及相对于主同步通道的有符号精细时间差，根据三者计算各数据通道相对于主同步通道的当前到达时间差。

9、作为本发明所述面向cpo光电互连的高密度数据传输时钟同步方法的一种优选方案，其中：所述匹配组内同步训练块，测量各数据通道的到达时间差，根据固定通道相位基准调整通道对齐缓冲区、字内符号选择位置和相位插值器包括：固定通道相位基准与当前到达时间差采用相同的规定检测边沿和测量方式形成；采用的主同步通道与出厂校准采用的主同步通道不一致时，根据备用同步通道相对于出厂校准主同步通道的固定通道相位基准，换算各数据通道相对于本次主同步通道的固定通道相位基准。

10、作为本发明所述面向cpo光电互连的高密度数据传输时钟同步方法的一种优选方案，其中：所述匹配组内同步训练块，测量各数据通道的到达时间差，根据固定通道相位基准调整通道对齐缓冲区、字内符号选择位置和相位插值器包括：根据当前到达时间差与固定通道相位基准之间的差值，生成通道对齐缓冲区读地址偏移量、字内符号选择位置和相位插值器控制字的候选组合，筛除缓冲区占用量越界、字内符号选择位置越界或者相位插值器控制字超出有效采样区间的候选组合，将选定组合在同一组并行时钟边界写入组内各数据通道的工作寄存器；更新后的补偿后剩余相位差未减小时，恢复更新前的控制参数。

11、作为本发明所述面向cpo光电互连的高密度数据传输时钟同步方法的一种优选方案，其中：所述在有效载荷传输期间复测各数据通道相位，根据相位变化结果更新组时钟、时钟树分支或者单通道控制参数，处理通道重新对齐及主备用同步通道切换包括：有效载荷传输期间分别计算各数据通道的通道到达时间变化量、当前控制参数形成的等效补偿时间及补偿后剩余相位差，根据补偿后剩余相位差与允许剩余相位差计算剩余相位裕量，并根据相邻复测时刻的通道到达时间变化量以及温度、电压对应的到达时间变化量确定同步训练块发送时刻。

12、作为本发明所述面向cpo光电互连的高密度数据传输时钟同步方法的一种优选方案，其中：所述在有效载荷传输期间复测各数据通道相位，根据相位变化结果更新组时钟、时钟树分支或者单通道控制参数，处理通道重新对齐及主备用同步通道切换包括：根据主同步通道相对于组时钟的相位变化量与各数据通道的通道到达时间变化量，确定各数据通道相对于组时钟的实际到达相位变化量；组内数据通道的实际到达相位变化方向一致且离散范围满足组级调整条件时更新组时钟相位偏移控制字，时钟树分支内的数据通道满足分支级调整条件时更新对应分支延迟控制字，其余数据通道更新对应相位插值器控制字，并根据更新后的补偿后剩余相位差确认控制参数。

13、作为本发明所述面向cpo光电互连的高密度数据传输时钟同步方法的一种优选方案，其中：所述在有效载荷传输期间复测各数据通道相位，根据相位变化结果更新组时钟、时钟树分支或者单通道控制参数，处理通道重新对齐及主备用同步通道切换包括：补偿后剩余相位差达到一个单位间隔、相位插值器控制字超出有效采样区间或者通道对齐缓冲区占用量达到允许边界时，在前向纠错码字边界暂停时钟同步组的有效载荷并重新执行通道对齐；主同步通道失效时，测量备用同步通道参考边沿与保持状态组时钟之间的相位差，在相位差满足无毛刺切换条件时切换参考输入，否则关闭有效载荷并重新执行接收端组锁相环锁定。

14、本发明有益效果为：通过匹配组内同步训练块，依据组并行时钟计数值、符号位置及有符号精细时间差测量数据通道到达时间差，并结合固定通道相位基准调整通道对齐缓冲区、字内符号选择位置和相位插值器，实现统一测量基准下的多通道相位校正；通过在有效载荷传输期间复测数据通道相位，按照组内、时钟树分支或单通道相位变化更新控制参数，并处理通道重新对齐及主备用同步通道切换，实现分级同步维持，提高了cpo光电互连时钟同步稳定性。