[发明专利]通过在帧定位处理中使用串行比较、用于成帧器的功率优化机制

说明书

公开了具有功率优化机制的接收器上的帧定位的系统和方法。成帧器使用一个或更多个比较器以在传入数据中搜索FAW，每个比较器被配置为将并行M‑比特块的多个窗口(如从并行数据总线所提供的)与FAW进行连续地比较。成帧器中的多个比较器可以并行操作以在不同窗口中搜索FAW。该配置可以显著降低比较器数目，并因此降低门数目以及成帧器中的芯片面积。由于涉及较少的门翻转，连续地操作的一个比较器比并行的多个比较器消耗更少的功率，因而可以有利地降低功耗。

相关申请的交叉引用

本申请涉及通常指定的于2016年12月22日提交的代理人案号为Applied_612、标题为“通过选择性地禁用帧定位处理的用于成帧器的功率优化机制(POWER OPTIMIZATIONMECHANISMS FOR FRAMERS BY SELECTIVELY DEACTIVATING FRAME ALIGNMENT PROCESS)”、序列号为15/389,140的未决美国专利申请；以及通常指定的于2016年12月22日提交的代理人案号为Applied_615、标题为“通过序列化多个通道的帧定位过程的用于成帧器的功率优化机制(POWER OPTIMIZATION MECHANISMS FOR FRAMERS BY SERIALIZING FRAMEALIGNMENT PROCESSES FOR MULTIPLE LANES)”、序列号为15/389,165的未决美国专利申请。

技术领域

本公开一般地涉及通信中的信号处理领域，以及更具体地，涉及信号处理中的帧定位领域。

背景技术

在通信系统中，发送器将数据流以符号(例如数据位)的形式发送到接收器。在基于帧的数据传输中，数据以固定长度的帧传输，并且发送器和接收器在选定的帧同步方案上提前达成一致，包括同步标记的选择。在发送器一侧，同步标记被嵌入到帧中，作为基于帧的参考点，这样接收器就可以识别帧的边界。同步标记通常被称为帧定位信号(framealignment signal，FAS)，帧定位字(frame alignment word，FAW)、成帧模式、或帧定位模式(frame alignment pattern，FAP)。

通常，嵌入的FAW包含接收器一侧已知的模式中固定数量的比特位，并且位于帧的顶部部分，通常是在有效载荷(payload)数据之前的帧中的第一时隙。为了维持同步机制，可以在每一帧中传输FAW，或以其他预定的频率(例如每第3帧，每第5帧，等等)传输FAW。

相应地，接收器利用同步机制来检测数据流中的FAW，从而同步数据流。更具体地说，接收器中的一个或更多成帧器电路(或在此称为“成帧器”)执行帧定位处理以检测各个传输帧的边界并将内部或嵌入式数据同步到数据流。一旦获得了帧同步(或帧定位)，数据流就会在接收器受得进一步的数据处理。

低功耗集成电路在高速通信系统已经变得越来越重要，尤其是在功率敏感的应用中，如数据中心安装(例如服务器卡、柜顶(Top-of-Rack，ToR)开关、板互连)、通常功率预算紧张的光学模块、对冷却系统至关重要的和昂贵的高密度以太网卡，以及其他。

在传统高速PHY芯片中，获取帧定位之后，成帧器继续以周期性的方式在期望的帧位置中积极搜索固定的FAW，并在一定次数没有匹配时声明“帧失调(out-of-frame)”。因此，成帧器在系统运行的整个时间内保持活跃。成帧器的连续操作导致了接收器中不被期望的重大功耗。

此外，当前的成帧器使用同一电路的多个相同副本(通常是比较器)以将固定的FAW与传入数据(incoming data)进行比较，每个比较器观察并行数据总线的不同部分(“窗口”)。比较器的数目等于对并行数据总线进行检查的所有窗口的数目。此外，当前的接收器为每个物理通道使用一个成帧器。由于在该配置中使用大量的比较器门，与这些门翻转(toggling)相关联的功耗是过高的。

发明内容

据此，本公开提供了用于通信系统的接收器中的帧定位的功率优化机制。