CN104052504A - 低功率无电流模式逻辑的发射机结构 - Google Patents
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Abstract
本发明的示例性实施例涉及一种低功率无电流模式逻辑的发射机结构。发射机包括:主多路复用器,通过多路复用并行主数据信号生成主数据信号,所述并行主数据信号由重定时器进行重定时,用于在并行输入数据信号和来自时钟分配器的多相时钟信号之间提供时序容限;副多路复用器,通过多路复用来自重定时器而被重定时的并行后数据信号生成后数据信号;和多个输出驱动器,通过总计主数据信号和后数据信号生成串行数据信号。
Description
技术领域
本发明的示例性实施例涉及一种低功率无电流模式逻辑(CML,Current ModeLogic)的发射机结构。
背景技术
电流模式逻辑(CML,Current Mode Logic)电路通常用于在GHz频率范围内操作的高速应用。CML电路是用于DVI和HDMI视频连接的物理层,且可频繁地使用于光纤组件的接口。此技术已被广泛应用于高速集成***的设计中,例如通信***(串行数据收发器、频率合成器等)。在这些电路中,为了减少由少数载体(carrier)的存在而引起的存储时间,晶体管通常不允许在强饱和状态下进行操作。存储时间即在“ON”晶体管开始转变为“OFF”之前的时间倾向于降低电路的速度。在CML电路中,随着电流根据输入信号的状态而从一个晶体管接脚转换至另一个晶体管接脚,在晶体管的射极接脚中维持恒定电流。
发明内容
本发明的一个示例性实施例公开了一种发射机,包括:主多路复用器,通过多路复用并行信号生成主数据信号,副多路复用器,通过多路复用所述并行信号生成后数据信号,和多个输出驱动器,通过总计所述主数据信号和所述后数据信号生成预加重信号。
所述多个输出驱动器包括与所述主多路复用器的输出直接连接的主驱动器和与所述副多路复用器的输出直接连接的后驱动器。
所述发射机进一步包括:多路复用器,通过多路复用并行输入数据信号生成用于所述主多路复用器和所述副多路复用器的并行信号。
所述发射机进一步包括:重定时器,重定时由所述多路复用器生成的所述并行信号,用于在所述并行信号和来自时钟分配器的多相时钟信号之间提供时序容限。
所述多路复用器包括多个5:1多路复用器和多个2:1多路复用器。
所述主多路复用器包括多个级联N沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管和可调整伪P沟道金属氧化物半导体(PMOS)负载。
所述级联NMOS晶体管通过不同输入数据和所述多相时钟信号中的两个相邻两相时钟信号而被驱动。
当所述两个相邻两相时钟信号重叠时,所述主数据信号通过所述主多路复用器被输出。
所述级联NMOS晶体管的大小基于用于沟道损耗补偿的所需预加重抽头权重而被决定。
所述副多路复用器包括多个级联NMOS晶体管,其中,所述副多路复用器的所述级联NMOS晶体管的大小小于所述主多路复用器的级联NMOS晶体管的大小。
预加重的数量通过调整包含在所述多个输出驱动器中的后驱动器的偏流而被控制。
其将被理解为前述的一般性说明和后述的详细说明是示例性和解释性的,且目的是提供如本发明所要求的进一步说明。
附图说明
包含于此用于提供本发明的进一步理解且被编入和构成本说明书一部分的附图举例说明了本发明的示例性实施例且与详细说明一起用于解释本发明的原理。
图1是说明根据本发明的一个示例性实施例的低功率无电流模式逻辑的发射机的框图示例的示图。
图2是说明根据本发明的一个示例性实施例的4:1多路复用器的框图示例的示图。
图3是说明根据本发明的一个示例性实施例的4:1多路复用器的时序图示例的示图。
图4是说明根据本发明的一个示例性实施例的主驱动器和后驱动器的示例的示图。
具体实施方式
以下,参考示出本发明的示例性实施例的附图对本发明进行更加全面的说明。本发明可具体表现为多种不同形式但其并不应被理解为仅局限于在此所述的实施例。相反,这些示例性实施例被提供使得本公开更充分且能全面地将本发明的范围传达给本领域的技术人员。在附图中,图层和区域的尺寸和相对大小为了清楚可识可被扩大。
本发明的示例性实施例涉及一种低功率无电流模式逻辑的发射机结构。在所述发射机结构中,由于除输出驱动器以外的全部电路组件以四分之一的线路速率(line rate)运行,因此功耗可被显著地降低。此外,所述发射机结构是一种面积优化的结构,其原因在于对于带宽扩展不需要占据大面积的被动电感器。
图1是说明根据本发明的一个示例性实施例的低功率无电流模式逻辑(CML,Current Mode Logic)的发射机的框图示例的示图。发射机可包括40:4多路复用器110,级间重定时器(retimer)120,两个4:1多路复用器,例如主4:1多路复用器130和副4:1多路复用器140,和两个输出驱动器180、190。在实现用于沟道色散补偿(channeldispersion compensation)的预加重(pre-emphasis)时发射机可将并行数据流串行化为串行数据。40:4多路复用器110可包括多个5:1多路复用器和多个2:1多路复用器。分频器(frequency divider)170可将来自时钟分配器150的多相时钟信号进行2分频。且分频器160可将分离的多相时钟信号进行5分频。
图2是说明根据本发明的一个示例性实施例的4:1多路复用器的框图示例的示图。例如,图2所示的4:1多路复用器与图1所示的两个4:1多路复用器130、140中的一个相对应。4:1多路复用器可包括四组级联N沟道金属氧化物半导体(NMOS,N-channel Metal Oxide Semiconductor)晶体管210和可调整伪P沟道金属氧化物半导体(Pseudo-PMOS,P-channel Metal Oxide Semiconductor)负载220用于摆动和通常模式控制。每一个级联NMOS晶体管210可通过不同的输入数据和来自图1所示的时钟分配器150的多相时钟信号中的两个相邻两相时钟信号(quarter phase clock signal)而被驱动。
图3是说明根据本发明的一个示例性实施例的4:1多路复用器的时序图示例的示图。当两个相邻两相时钟信号重叠时可评估4:1多路复用器的输出。因此,时钟信号通路的带宽要求可按重叠的两个信号倍数而被缓和。图1所示的级联重定时器120可介于两个4:1多路复用器130、140之前以在并行数据和多相时钟信号之间提供充分的时序容限(timing margin)。
参考图1,两个4:1多路复用器130、140不需额外的CML缓冲级就可直接驱动输出驱动器180、190,由于频带限制,CML缓冲级在两个4:1多路复用器130、140的输出中会导致色散。然而,如果内部色散是线性的,通过使用预加重滤波器,色散可与沟道色散一起同时被补偿。为了实现前述的同时色散补偿,与现有设计不同,预加重滤波器并不是***在两个4:1多路复用器130、140的输出之后。反之,晶体管末级包括两个4:1多路复用器130、140,其后续接与50Ω电阻(resistor)相端接的电流总计CML输出驱动器160、170。由于典型的基于CML的50Ω驱动器具有充分的线性,因此沟道色散和内部频带限制能被线性地结合。
图4是说明根据本发明的一个示例性实施例的主驱动器和后(post)驱动器的示例的示图。预加重的数量通过经由后驱动器而调整在副通路上的CML驱动器的偏流而被控制。副通路中的晶体管的大小基于用于沟道损耗补偿的所需预加重抽头权重(tapweight)而被决定。由副4:1多路复用器140引起的额外色散与在普通的色散***中最终输出级的主信号相比少至可忽略不计。
根据本发明的示例性实施例可被记录在包括程序指令的计算机可读介质上,所述程序指令可被计算机实现以执行各种操作。介质还可包括单独的程序指令、数据文件、数据结构等或它们的组合。媒体和程序指令可是针对本发明的意图而特别设计和构建的,或其也可是对计算机软件领域的技术人员而言熟悉和可获取的。
在不超出本发明的技术思想或范围内所能进行的各种修改和变形对所属技术领域的技术人员来说是显而易见的。因此,其目的是本发明覆盖在随附的权利要求及其等同项的范围内所提供的发明的修改和变形。
Claims (11)
1.一种发射机,包括:
主多路复用器,通过多路复用并行信号生成主数据信号,
副多路复用器,通过多路复用所述并行信号生成后数据信号,和
多个输出驱动器,通过总计所述主数据信号和所述后数据信号生成预加重信号。
2.如权利要求1所述的发射机,其特征在于,所述多个输出驱动器包括与所述主多路复用器的输出直接连接的主驱动器和与所述副多路复用器的输出直接连接的后驱动器。
3.如权利要求1所述的发射机,进一步包括:
多路复用器,通过多路复用并行输入数据信号生成用于所述主多路复用器和所述副多路复用器的并行信号。
4.如权利要求3所述的发射机,进一步包括:
重定时器,重定时由所述多路复用器生成的所述并行信号,用于在所述并行信号和来自时钟分配器的多相时钟信号之间提供时序容限。
5.如权利要求3所述的发射机,其特征在于,所述多路复用器包括多个5:1多路复用器和多个2:1多路复用器。
6.如权利要求1所述的发射机,其特征在于,所述主多路复用器包括多个级联N沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管和可调整伪P沟道金属氧化物半导体(PMOS)负载。
7.如权利要求6所述的发射机,其特征在于,所述级联NMOS晶体管通过不同输入数据和所述多相时钟信号中的两个相邻两相时钟信号而被驱动。
8.如权利要求7所述的发射机,其特征在于,当所述两个相邻两相时钟信号重叠时,所述主数据信号通过所述主多路复用器被输出。
9.如权利要求6所述的发射机,其特征在于,所述级联NMOS晶体管的大小基于用于沟道损耗补偿的所需预加重抽头权重而被决定。
10.如权利要求9所述的发射机,其特征在于,所述副多路复用器包括多个级联NMOS晶体管,其中,所述副多路复用器的所述级联NMOS晶体管的大小小于所述主多路复用器的级联NMOS晶体管的大小。
11.如权利要求1所述的发射机,其特征在于,预加重的数量通过调整包含在所述多个输出驱动器中的后驱动器的偏流而被控制。
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