[发明专利]使用裸片上仪器的数字均衡器适配

说明书

相关申请的交叉引用

本专利文档要求2013年3月14日提交的、美国临时申请号61/782,855的利益和优先权，通过参考而将其全部公开内容在此并入。

技术领域

本公开涉及用于调节具有数字适配电路和裸片上仪器（ODI）的通信系统中的接收器增益的系统和方法。

背景技术

随着数据速率在背板中的增大，所传输的信号会经历衰减、反射和耦合。数据速率通常会快到使得传输的信号可能达到传输介质（例如，线缆）的带宽极限，导致信道损耗、以及在该信号到达接收器时信号眼图开度（eye opening）的下降。

接收器执行接收输入信号以及“加强（boost up）”该信号（即，增大眼图开度的大小）使得数据可得以恢复（例如，由读出放大器或锁存器执行）的双重功能。接收器可以向输入信号提供DC增益和AC增益两者。增大DC增益可以将所有频率分量加强至Nyquist频率（即，数据速率的一半），包括串音和噪声在内。增大所接收输入信号的AC增益会加强特定频率分量，诸如数据速率的频率，这可能已经在该信号于传输介质中传输时、归因于信道损耗而衰减了。信道损耗越大，接收器不得不向输入信号供应的AC增益就会越多，以便补偿该损耗。如果接收器不能供应足够的AC增益，输入信号的眼图开度大小对于准确恢复数据而言可能过小，这会导致较高的误码率（BER）。然而，如果AC增益水平过高，则输入信号可能会过度均衡，这也可能导致较高的BER。由此，重要的是：找到并设置针对任何给定背板的正确AC增益和DC增益，以实现足够低的BER。

用于查找针对收发器的适当AC增益和DC增益的模拟适配能力是公知的。然而，模拟适配电路可能容易受到工艺（process）变化和分量失配的影响，并且可能不容易迁移到新的工艺。另外，模拟适配开销较大，需要较大的硅面积，并消耗大量的功率。

发明内容

鉴于上文，本公开涉及用于通信系统中数字适配块（“数字块”）的系统和方法。数字块可以容易地迁移至任何工艺节点，并且较之于其模拟对等物、也可以消耗更少的功率并占据较少的裸片面积。此外，数字块可以针对不同工艺缩放，并且不需要针对模拟部件进行优化。

根据本公开的实施方式，提供了一种适配电路，其可操作用于基于从接收器的输出的水平扫描和竖直扫描生成的接收器的输出的矩阵表征，标识接收器的输出的眼图开度。生成的矩阵表征的元素可具有存在眼图开度的第一值，和不存在眼图开度的第二值。该适配电路可以操作用于控制接收器的输出的水平扫描和竖直扫描，以及查找接收器的输出的包络极限。该适配电路也可以操作用于确定是否需要改变眼图开度的大小。当确定需要改变眼图开度的大小时，适配电路可操作用于生成数字信号以改变接收器的增益设置。

根据本公开的附加实施方式，该适配电路进一步可操作用于计算标识的眼图开度的竖直高度，以及将计算的竖直高度与预定义的竖直包络或最优竖直眼图开度进行比较。

根据本公开的附加实施方式，该适配电路进一步可操作于确定接收器的输出是均衡不足还是过度均衡。当确定接收器的输出均衡不足时，该适配电路可操作用于生成数字信号以增大接收器的AC增益，如果接收器的AC增益未处于最大设置的话。如果接收器的AC增益处于最大设置，该适配电路可操作用于生成数字信号以减小接收器的DC增益，以及将接收器的AC增益设置为实质上等于0。当确定接收器的输出过度均衡时，该适配电路可操作用于生成数字信号以减小接收器的AC增益，如果接收器的AC增益未处于最小设置的话。如果接收器的AC增益处于最小设置，该适配电路可操作用于生成数字信号以增大接收器的DC增益，以及将接收器的AC增益设置为实质上等于0。还提供了对应于上述系统的方法。

根据本公开的附加实施方式，提供了一种通信系统，包括：接收器，具有至少一个放大器；和裸片上仪器（ODI），配置用于对接收器的输出进行采样。该通信系统还包括第一数字适配单元，配置用于分析ODI的输出，控制接收器的输出的水平扫描和竖直扫描，这些扫描用于生成接收器的输出的矩阵表征，以及生成数字信号的第一集合，用于调节接收器中至少一个放大器的增益设置。

根据本公开的附加实施方式，该通信系统进一步包括决策反馈均衡器（DFE），配置用于放大接收器的输出；以及耦合至DFE的输出的时钟数据恢复（CDR）单元，配置用于向ODI发送数据。该通信系统可以具有用于旁路（bypass）DFE的电路，使得该CDR单元耦合至接收器的输出。该通信系统还可以包括第二数字适配单元，配置用于生成数字信号的第二集合，用于调节DFE的增益设置。