[发明专利]用于在接收器中训练参考电压电平及数据取样定时的方法及设备

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及在例如动态随机存取存储器(DRAM)等集成电路中优化所接收信号的取样点。

背景技术

跨越高速芯片间互连的数据发射可采取许多形式。在图1中表示在单一半导体装置内的高速组件之间或印刷电路板上的两个装置之间的数据发射系统10的一个实例。在图1中，发射器12(例如，微处理器)经由一个或一个以上发射通道14a到14c(例如，半导体装置中或印刷电路板上的“芯片上”铜迹线)将数据发送到接收器16(例如，另一微处理器或存储器)。所述发射通道14a到14c被称为(例如)“数据总线”，其允许将一个或一个以上数据信号从一个装置发射到另一装置。理想地，当跨越通道14将数据信号从发射器12发送到接收器16时，将在单一时间单元内含有所发射脉冲中的所有能量，所述时间单元通常被称为单位区间(UI)。

然而，出于许多原因，不会如发射数据信号那样准确地接收到所述数据信号。虽然理想的数据信号可包含逻辑‘1’(“高”)值或逻辑‘0’(“低”)值，但在接收器16处检测到实际数据信号时，所述实际数据信号可能已发生更改。通常，这是因为其中发送所述数据信号的通道的效应。因此，实际发射器及实际发射通道不会展现理想的特性，且在高速电路设计中发射通道的效应变得越来越重要。归因于许多因素(包括(例如)铜迹线的有限传导性、印刷电路板(PCB)的介电媒质及由通孔引入的不连续性)，最初良好界定的数字脉冲在其穿过发射路径时将往往会扩展或分散。

举例来说，在被称为串扰的现象中，如图1中所示的多个通道14a到14c的使用可能归因于通道14a到14c之间的电容性或电感性耦合而致使在系统10中将不合需要的噪声从一个数据信号传送到另一数据信号。即使当系统10中仅存在单一通道14时，所发射的信号也可能归因于电容性或电感性效应而失真。在多通道系统10中，当转变数据在相邻线路上诱发电压(电感性串扰)或电流(电容性串扰)时发生串扰。在给定通道上，来自相邻通道的串扰可更改所关注位的振幅及定时特性。最常用谨慎的通道路由选择技术来解决串扰，所述技术可包括在通道之间放置额外迹线以提供遮蔽并减少通道间耦合。

导致通道上的数据位失真的另一现象是分散，所述分散因通道14上的非均匀群组延迟或其它带宽限制而产生。此现象导致脉冲能量扩展超出脉冲UI的边界，其导致来自位序列中的在所关注位之前或之后的位的能量影响所述所关注位的振幅及/或定时。此现象被称为符号间干扰(ISI)且通常经由通道均衡来解决。通过将频率相依电路(其传送特性与通道特性相反)置于所述发射通道之前或之后，可恢复原始信号行为。

在图2A中展示脉冲的分散，其中在给定UI(例如，UI3)期间由发射器12发送单一数据脉冲15a。然而，由于通道14的效应，此数据脉冲在接收器16处变得在多个UI上扩展15b，即，在发送所述脉冲的UI之外(例如，在UI2及UI4中)观测到所述脉冲的能量的某一部分。所关注UI之外的此残余能量(ISI)可因此扰动原本占用相邻UI中的任一者的脉冲。

在图2B的模拟中更简明地展示ISI，其中两个理想脉冲π₁及π₂各自占用其自身的邻近单位区间。所得的分散脉冲P₁及P₂表示在标准印刷电路板材料(FR4)中经由6英寸铜迹线以10Gb/s进行发射之后的所述理想脉冲的所模拟的所接收型式。如图中表示ISI的阴影部分所示，这些脉冲中的每一者中的分散与另一脉冲重叠。较大脉冲P₃表示当跨越同一通道无中间延迟地发送P₁及P₂时产生的波形，其通常出现于标准不归零(NRZ)信令格式中。

从接收器16的观点来看，用于快速分析ISI及其它噪声对信号的效应的一个工具是眼图。眼图是叠加或覆盖来自数据序列的多个数据符号的曲线图。这提供所述数据信号将如何随时间而变化的清晰图像，且其还辅助确定用于正确确定每一所发射位的原始数字状态(即，将每一所发射位恰当地解译为逻辑‘1’值或逻辑‘0’值)的可用容限。当所述眼(例如)归因于减少的信号容限而闭合时，可用数据俘获窗收缩且不正确地解译所接收位的数字值的可能性增加。

在高速系统中，如果接收器输入缓冲器自身是带宽限制的或不容许过程变化，则跨越通道而建立的ISI可在所述接收器中加剧或放大。因此，在传入数据穿过任何电路之前在其进入接收芯片时立即俘获所述传入数据的技术已加以展示以在数据俘获机制的方面提供最大错误容限，且因此在高性能系统中正变得越来越常见。