[发明专利]带有预加重均衡的摆幅可调整的SST型数据发送器

说明书

技术领域

本发明属于数据通信高速互连集成电路的技术领域，是一种带有预加重均衡的摆幅可调整的SST型数据发送器，能够根据信道的损耗大小调整输出信号的摆幅，并且提供了低功耗的预加重方式，能有效地补偿高速数据通信因信道频宽不足带来的信号衰减，能用于各种数据通信发送器或收发器系统中，也能作为独立IP使用。

背景技术

图1为一种典型的高速数据通信系统，该系统主要由发送器100、传输媒介105、交流耦合106a(或直流耦合106b)、接收器108构成。数据的收发和传送过程如下：差分数字信号109由发送器100驱动，通过传输媒介105的传送，信号到达接收端由接收器108接收并恢复为差分数字信号110。为减少信号的反射，通常可以在发送端、接收端或两端同时配置用于匹配传输媒介信道阻抗的端接电阻107a和107b。所述接收器端接电阻107a和107b的偏置电位V_RX在直流耦合时可以接到固定电位或悬空，但在交流耦合时必须接固定电位。传输媒介105可以包括但不限于以下一种或多种的组合：芯片封装、印制电路板、背板、连接器、各种类型的线缆等。

随着数据通信速度的快速提高，目前已达到几个吉赫兹(GHz)或几十吉赫兹，传输媒介105的信道频宽大大低于数据传输速率，由此引起的基于信号频率的衰减会使数据完整性严重受损，误码率大大提高。为补偿在传输媒介105中的信号衰减，采用预加重均衡技术在信号进入传输媒介105之前对其进行预处理，输出差分信号111，即对于信号中的高频成分提高其输出幅度114，而对于低频成分降低输出幅度113。信号经过传输媒介105的传送，其高频成分的衰减大于低频成分，当信号到达接收端时，高低频成分的幅度趋于一致，达到均衡，形成接收端的差分输入信号112。

发送器100是一种带有预加重均衡的n+1抽头电源串联电阻(sourceseriesterminated,SST)型数据发送器。数据信号109经过延时控制电路103产生两路或多路不同延迟的数据信号，并将信号送入到预驱动级102。预驱动级102对信号进行处理后，驱动发送电路101a、101b、101c等多个分支，实际抽头数可以根据传输媒介的性能进行配置。发送电路101a结构如图2所示，为经典的SST型结构。发送电路101a、101b、101c等各个分支在输出端104a和104b短接，驱动输出差分信号111。

所述带预加重均衡的SST型数据发送器100存在两个问题。第一个问题是输出的摆幅固定为发送电路的供电电压V_SST。对于损耗大的传输媒介，大的输出摆幅能够有效的降低信号的误码率；但是对于损耗小的传输媒介，浪费了能耗，降低了能量效率。第二个问题是在输出信号的高频成分时能够较充分地利用电源供给的能量，效率很高；但是当输出信号的低频成分时，却浪费了大量的能耗，能效较低，而且随着预加重强度的提高，能效快速下降，严重限制了SST型数据发送器电路配置预加重均衡以补偿传输媒介信道频宽不足的能力。这两个问题阻碍了这一结构在数据通信，特别是高速数据通信领域的广泛应用。

发明内容

本发明针对带预加重均衡的SST型发送器效能较低的缺陷，提出了一种带有预加重均衡的摆幅可调整的SST型数据发送器。

这里以二抽头SST型发送器为例描述其结构，多抽头SST型发送器的电路结构可以此为基础简单拓展。如图3所示，所述发送器由预驱动电路102和SST型发送电路组成。SST型发送电路由101a、101b、101c等N个相同的SST单元做成。预驱动级由两部分组成：逻辑模块201和功能选择模块。功能选择模块由202a、202b、202c等N个相同的单元组成，功能选择模块的每个单元都由6个多路选择器(多路复用器)203、204、205、206、207、208组成。

所述SST型发送电路由多个完全相同的SST单元组成。每个SST单元由三个PMOS晶体管(PM1、PM2、PM3)、三个NMOS晶体管(NM1、NM2、NM3)和两个电阻(R1、R2)组成。

对于第k个SST单元的连接关系如下：

1)PM1的源极接电源；PM1漏极与NM1的漏极、电阻R3和电阻R1相连；PM1的栅极与第k个功能选择模块单元的第1个多路复用器203的输出端相连；

2)NM1的源极接地；NM1漏极与PM1的漏极、电阻R3和电阻R1相连；NM1的栅极与第k个功能选择模块单元的第2个多路复用器204的输出端相连；