[发明专利]用于串行接收机中的数字自适应均衡器的装置和方法

说明书

本申请要求于2009年3月27日提交的标题为“Apparatus and Methodsfor Digital Adaptive Equalizer in Serial Receiver”的美国临时申请第61/163,985号的优先权，其全部内容结合与此作为参考。

技术领域

本发明涉及用于提供改进的集成电路设计的电路和方法以及用于提供针对差分输入信号的接收机的方法。串行-解串(SerDes)数据链路的使用在本领域是公知的，其中，数字数据被变为串行数据流、时钟控制、转换成模拟信号、使用差分信令信道链路传输、通过接收机接收为模拟信号、恢复时钟信息以及接收自时钟控制的数字数据流。然后，串并转换器输出数字数据用在接收设备中。信道具有显著的信号损失，尤其在高频。因此，在接收机中使用线性均衡器以补偿信道损失。本发明的实施例提供了利用使用各种发射机和信道的集成电路中的线性均衡器实现这种接收机的优点。

背景技术

目前，在使用模拟电路的集成电路中用于实现差分信号的接收机。例如，图1示出了连接至链路信道13的典型现有发射设备11的系统图，链路信道13用于将差分信号发送至接收机15。接收机可以被实现为集成电路中、电路板上或多个集成电路中的接收机和模拟前端(RXAFE)。接收机从模拟差分信号中提取接收的数据，并且在一些处理之后，可通过接收机输出接收到的数字数据信号。可以使用现有技术已知的自计时技术在SerDes链路上传输数据。

当模拟接收机电路是集成电路的一部分时，改变接收机中使用的模拟分量的参数变得困难。一些已知的现有方法采用外部分量来补偿针对不同信道和发射机的接收机的响应。一些已知方法可包括调整芯片内电阻器等。这些调整或调谐方法对于系统中的稍后改变都不是自适应的。即，如果接收机集成电路稍后连接至不同的信道链路或不同的发射机或者具有时变特性的信道，则现有技术的集成接收机会随后针对错误的环境进行优化。

图2(a)示出了针对信道链路的示例性频率响应曲线。如本领域技术人员所已知的，信道损失发生在传输信道中，这导致信道中的增益损失(振幅下降)，尤其在特定频率之上。这些损失可能由于若干种因素，包括但不限于集肤效应、介电耦合损失和其他传输损失。总的信道损失看起来类似于低通滤波器的频率响应。为了补偿所接收信号的信道中损失，接收机应该用作高通滤波器(在频率响应方面)。图2(b)示出了连接至信道的接收机的期望频率响应。通过以正确的频率提供增益，接收机可以为所接收的信号补偿信道损失，并在传输机中将它们恢复到原始振幅。因此，期望的接收机频率响应与信道频率响应中的信道损失相匹配并补偿信道频率响应中的信道损失。信道和接收机的期望的总频率响应是平坦损失和带宽扩展中的一种。

图3示出了图2(a)中的信道响应和图2(b)中的接收机响应的示例组合频率响应。振幅在频率范围(平坦损失)上保持恒定并且已经补偿了信道损失效应，将信号振幅保持在信道损失将会发生的较高频率(带宽扩展)。

接收机频率响应通过接收机模拟前端(RXAFE)电路中的线性均衡功能(LEQ)来表示。LEQ应该理想地与信道频率响应相匹配。通过图4中的曲线示出该概念。在示出标为“信道1”、“信道2”和“信道3”的曲线的顶部示图中，示出了针对三个不同信道的频率响应，其中，接收机电路和模拟前端电路RXAFE应该被连接于该三个不同信道。每个信道都具有不同的信道损失特性。在底部示图中，示出了需要补偿这三个信道中每一个的接收机LEQ频率响应。如果接收机利用各种信道条件进行操作，则LEQ应该是自适应的以补偿信道中的不同损失特性或不同信道。

LEQ频率响应具有至少3个重要的分量，如图5中的响应曲线所示。增益峰值频率Fgp是一种目标特性并表示了获得大多数接收机增益的频率。为了补偿信道损失，其应该与引起信道频率响应中的信道损失的频率相关。Gmax特性表示包括LEQ的接收机中所需要的最大增益。ΔG特性是在高和低频率接收机响应之间需要的增益差。典型地，在较低频率处，信道损失不是很显著，因此接收机不需要具有用于所接收信号的这些部分的增益。