CN109067675A - 一种低功耗伪差分信道均衡高速串行发送器 - Google Patents

一种低功耗伪差分信道均衡高速串行发送器 Download PDF

Info

Publication number
CN109067675A
CN109067675A CN201810796495.1A CN201810796495A CN109067675A CN 109067675 A CN109067675 A CN 109067675A CN 201810796495 A CN201810796495 A CN 201810796495A CN 109067675 A CN109067675 A CN 109067675A
Authority
CN
China
Prior art keywords
level
preshoot
power consumption
channel equalization
pseudo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810796495.1A
Other languages
English (en)
Inventor
唐枋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Core Technology Co Ltd In Pai
Original Assignee
Chongqing Core Technology Co Ltd In Pai
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Core Technology Co Ltd In Pai filed Critical Chongqing Core Technology Co Ltd In Pai
Priority to CN201810796495.1A priority Critical patent/CN109067675A/zh
Publication of CN109067675A publication Critical patent/CN109067675A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03178—Arrangements involving sequence estimation techniques
    • H04L25/03248—Arrangements for operating in conjunction with other apparatus
    • H04L25/03254—Operation with other circuitry for removing intersymbol interference
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03178—Arrangements involving sequence estimation techniques
    • H04L25/03248—Arrangements for operating in conjunction with other apparatus
    • H04L25/03254—Operation with other circuitry for removing intersymbol interference
    • H04L25/03261—Operation with other circuitry for removing intersymbol interference with impulse-response shortening filters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种低功耗伪差分信道均衡高速串行发送器；本专利通过在发送端采用去加重(de‑emphasis)和前冲(preshoot)相结合的方式来实现信道均衡的技术；本设计通过在高速串行互联发送器的发送端采用伪差分信道均衡的技术以达到降低功耗及消除由高频衰减引起的严重的码间干扰问题。

Description

一种低功耗伪差分信道均衡高速串行发送器
技术领域
本发明涉及一种低功耗伪差分信道均衡电路设计，具体讲是一种低功耗伪差分信道均衡高速串行发送器。
背景技术
数字信号在实际信道传输时，由于信道传输特性不理想以及信道噪声的影响，接收端接收到的信号不可避免的发生错误。为了恢复发送的数据信息，接收端需要估计出信道的特性，并对接收到的数据进行校正。
通常一个高速串行通信***结构由并串转换模块，编码调制模块，发射端均衡模块构成。如图1所示。
均衡作为高速串行通信***的核心部件，目前均衡设计中面临的主要问题是均衡系数的确定和联合均衡策略的制定。
信道的有限带宽和其他非理想响应导致接收端信号失真，很大程度上限制了数据传输频率的提高和传输距离的增长，均衡技术的引入就是为了抵消信道的非理想效应，解决信道引起的高频损耗。
在发射端常见的均衡技术是FFE，采用多抽头的有限冲击响应滤波器实现，通过预加重信号跳变后的第一个码元幅度对信号进行预失真处理，能够消除信道高频衰减引起的前沿过充和后沿拖尾，或者采用去加重技术来实现均衡。
一个典型的FFE如图2所示。其由3部分组成：延迟、加权、累加。方框代表延迟电路，T为延迟时间，W为加权系数。发送端经过编码和脉冲成型后的信号x(k)经过延迟和各个抽头加权后送入累加器相加后作为最终输出信号 y(k)。时域表达式为：通过选择适当的抽头系数W可以使均衡器具有高通特性，以抵抗信道带来的衰减。
在高速信号传输中，信号的高频分量衰减要比低频分量的衰减大很多，传输线路表现出来的特性像一个低通滤波器。传输过程中信号的高频成分衰减大，低频成分衰减小。预加重技术的思想就是在传输线的始端增强信号的高频成分，以补偿高频分量在传输过程中的过大衰减。信号频率的高低主要是由信号电平变化的速度决定的，所以信号的高频分量主要出现在信号的上升沿和下降沿处，预加重技术就是增强信号上升沿和下降沿处的幅度。如图3所示。
去加重技术的思想跟预加重技术类似，只是实现方法不同。预加重是增加信号上升沿和下降沿处的幅度，其他地方幅度不变；去加重是保持信号上升沿和下降沿处的幅度不变，其他地方信号减弱。去加重补偿后的信号摆幅比预加重补偿后的信号摆幅小，眼图高度低，功耗小。如图4所示。
通常，在高速串行发送器中的电路一般采用差分结构，其对共模信号抑制，对差模信号放大；但由于其差分结构中包含一个电流源，导致功耗增大。
发明内容
因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种低功耗伪差分信道均衡高速串行发送器。本设计通过在高速串行互联发送器的发送端采用伪差分信道均衡的技术以达到降低功耗及消除由高频衰减引起的严重的码间干扰问题。
本发明是这样实现的，构造一种低功耗伪差分信道均衡高速串行发送器，具有并串转换模块，编码调制模块，发射端均衡模块；其特征在于：通过在发送端采用去加重(de-emphasis)和前冲(preshoot)相结合的方式来实现信道均衡的技术，并将用伪差分电路代替差分电路以降低功耗；
其中；去加重，前冲以及Boost的定义如下；
De-emphasis＝20log10Vb/Va；
Preshoot＝20log10Vc/Vb；
Boost＝20log10Vd/Vb。
作为上述技术方案的改进，所述低功耗伪差分信道均衡高速串行发送器，其特征在于：均衡模块由一个三阶FIR滤波器实现；其中v_in是输入的串行脉冲信号，方框为一个UI单位的延迟，c为加权系数，v_out为最终输出信号；其满足的关系式为：
v_outn＝(v_inn+1*c-1)+(v_inn*c0)+(v_inn-1*c+1)
|c-1|+|c0|+|c+1|＝1
c+1≤0，c-1≤0；
由于c+1和c-1均小于0，即去加重(de-emphasis)和前冲(preshoot)分别作用于切换位：去加重只有在信号的码型的当前位与前一位相比发生0电平到1电平或者1电平到0电平切换时起作用；前冲只有在信号的码型的当前位与后一位相比发生0电平到1电平或者1电平到0电平切换时起作用；
当c-1为0时，去加重起作用，当c+1为0时，前冲起作用；若两者同时起作用，则将产生Boost，即产生0电平、1电平、0电平的同时切换。
本发明具有如下优点：本发明通过在高速串行互联发送器的发送端采用伪差分信道均衡的技术以达到降低功耗及消除由高频衰减引起的严重的码间干扰问题。通过本设计，在发送端采用去加重(de-emphasis)和前冲(preshoot) 相结合的方式可以有效地实现信道均衡的技术，而伪差分结构中不包含电流源，在相同驱动能力下，其功耗更低，因此在电路中使用伪差分结构可有效降低功耗。
附图说明
图1是高速串行发送器***结构示意图；
图2是典型的FFE***结构示意图；
图3是预加重补偿示意图；
图4是去加重补偿示意图；
图5是本发明去加重、前冲、Boost定义示意图
图6是本发明均衡***示意图。
具体实施方式
下面将结合附图1-图6对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明通过改进在此提供一种低功耗伪差分信道均衡高速串行发送器；本发明通过在高速串行互联发送器的发送端采用伪差分信道均衡的技术以达到降低功耗及消除由高频衰减引起的严重的码间干扰问题。具体实现过程如下：
在本设计中，通过在发送端采用去加重(de-emphasis)和前冲(preshoot) 相结合的方式来实现信道均衡的技术，并将用伪差分电路代替差分电路以降低功耗。其中去加重，前冲以及Boost的定义如下及图5所示。
De-emphasis＝20log10Vb/Va；
Preshoot＝20log10Vc/Vb；
Boost＝20log10Vd/Vb。
均衡***由一个三阶FIR滤波器实现，如图6所示；其中v_in是输入的串行脉冲信号，方框为一个UI单位的延迟，c为加权系数，v_out为最终输出信号；其满足的关系式为：
v_outn＝(v_inn+1*c-1)+(v_inn*c0)+(v_inn-1*c+1)
|c-1|+|c0|+|c+1|＝1
c+1≤0，c-1≤0；
由于c+1和c-1均小于0，即去加重(de-emphasis)和前冲(preshoot)分别作用于切换位：去加重只有在信号的码型的当前位与前一位相比发生0电平到1电平或者1电平到0电平切换时起作用；前冲只有在信号的码型的当前位与后一位相比发生0电平到1电平或者1电平到0电平切换时起作用。
当c-1为0时，去加重起作用，当c+1为0时，前冲起作用；若两者同时起作用，则将产生Boost，即产生0电平、1电平、0电平的同时切换。
故，本发明通过在高速串行互联发送器的发送端采用伪差分信道均衡的技术以达到降低功耗及消除由高频衰减引起的严重的码间干扰问题。通过本设计，在发送端采用去加重(de-emphasis)和前冲(preshoot)相结合的方式可以有效地实现信道均衡的技术，而伪差分结构中不包含电流源，在相同驱动能力下，其功耗更低，因此在电路中使用伪差分结构可有效降低功耗。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种低功耗伪差分信道均衡高速串行发送器，具有并串转换模块，编码调制模块，发射端均衡模块；其特征在于：通过在发送端采用去加重(de-emphasis)和前冲(preshoot)相结合的方式来实现信道均衡的技术，并将用伪差分电路代替差分电路以降低功耗；
其中；去加重，前冲以及Boost的定义如下；
De-emphasis＝20log10Vb/Va；
Preshoot＝20log10Vc/Vb；
Boost＝20log10Vd/Vb。
2.根据权利要求1所述低功耗伪差分信道均衡高速串行发送器，其特征在于：均衡模块由一个三阶FIR滤波器实现；其中v_in是输入的串行脉冲信号，方框为一个UI单位的延迟，c为加权系数，v_out为最终输出信号；其满足的关系式为：
v_outn＝(v_inn+1*c-1)+(v_inn*c0)+(v_inn-1*c+1)
|c-1|+|c0|+|c+1|＝1
c+1≤0，c-1≤0；
由于c+1和c-1均小于0，即去加重(de-emphasis)和前冲(preshoot)分别作用于切换位：去加重只有在信号的码型的当前位与前一位相比发生0电平到1电平或者1电平到0电平切换时起作用；前冲只有在信号的码型的当前位与后一位相比发生0电平到1电平或者1电平到0电平切换时起作用；
当c-1为0时，去加重起作用，当c+1为0时，前冲起作用；若两者同时起作用，则将产生Boost，即产生0电平、1电平、0电平的同时切换。
CN201810796495.1A 2018-07-19 2018-07-19 一种低功耗伪差分信道均衡高速串行发送器 Pending CN109067675A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810796495.1A CN109067675A (zh) 2018-07-19 2018-07-19 一种低功耗伪差分信道均衡高速串行发送器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810796495.1A CN109067675A (zh) 2018-07-19 2018-07-19 一种低功耗伪差分信道均衡高速串行发送器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109067675A true CN109067675A (zh) 2018-12-21

Family

ID=64817397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810796495.1A Pending CN109067675A (zh) 2018-07-19 2018-07-19 一种低功耗伪差分信道均衡高速串行发送器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109067675A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111711459A (zh) * 2020-07-06 2020-09-25 中国科学院微电子研究所 一种发射机驱动均衡装置、发射机驱动均衡方法和电子设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008155676A1 (en) * 2007-06-21 2008-12-24 Excem Pseudo-differential interfacing device having a termination circuit
US8793541B2 (en) * 2008-10-10 2014-07-29 Teledyne Lecroy, Inc. Link equalization tester
CN107153553A (zh) * 2017-06-09 2017-09-12 郑州云海信息技术有限公司 基于CScripts进行Purley平台CPU端PCIe Tx Eq调整的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008155676A1 (en) * 2007-06-21 2008-12-24 Excem Pseudo-differential interfacing device having a termination circuit
US8793541B2 (en) * 2008-10-10 2014-07-29 Teledyne Lecroy, Inc. Link equalization tester
CN107153553A (zh) * 2017-06-09 2017-09-12 郑州云海信息技术有限公司 基于CScripts进行Purley平台CPU端PCIe Tx Eq调整的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
21IC: "PCIE3.0的发射机物理层测试", 《NEWS.EEWORLD.COM.CN/TEST_AND_MEASUREMENT/2012/1204/ARTICLE_6462.HTML》 *
21IC中国电子网: "PCIE 3.0的发射机物理层测试", 《HTTPS://WWW.21IC.COM/APP/TEST/201212/152838.HTM》 *
电源网: "力科测试：PCIE 3.0的发射机物理层测试", 《HTTPS://WWW.DIANYUAN.COM/ARTICLE/ 17570.HTML》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111711459A (zh) * 2020-07-06 2020-09-25 中国科学院微电子研究所 一种发射机驱动均衡装置、发射机驱动均衡方法和电子设备
CN111711459B (zh) * 2020-07-06 2021-08-31 中国科学院微电子研究所 一种发射机驱动均衡装置、发射机驱动均衡方法和电子设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7868804B2 (en) High speed driver equalization
US8929747B1 (en) Reducing pulse narrowing in the transmitter signal that drives a limiting E/O converter for optical fiber channels
US20100141340A1 (en) Method and apparatus for a high bandwidth amplifier with wide band peaking
US10880133B2 (en) Voltage-mode transmitter driver
CN104135272A (zh) 节省功耗的预加重lvds驱动电路
US10009195B2 (en) Nonlinear equalizer
KR102386885B1 (ko) 저전력 멀티레벨 드라이버
KR101855019B1 (ko) 신호를 송신/수신하기 위한 방법, 이에 대응하는 디바이스와 시스템
CN112787963B (zh) 自适应判决反馈均衡的信号处理方法、装置及***
US7173965B2 (en) Equalizing a signal for transmission
US7327814B1 (en) Amplitude and bandwidth pre-emphasis of a data signal
US20050122954A1 (en) Electrical backplane transmission using duobinary signaling
CN109067675A (zh) 一种低功耗伪差分信道均衡高速串行发送器
Yuminaka et al. PAM-4 eye diagram analysis and its monitoring technique for adaptive pre-emphasis for multi-valued data transmissions
WO2019167275A1 (ja) 判定帰還型等化器およびそれを用いた受信機
EP3329617B1 (en) Reflection based signal pre-emphasis
CN116346554A (zh) 一种可控码间串扰的双二进制数据传输装置
US20090168941A1 (en) Method and apparatus for duty cycle pre-distortion and two-dimensional modulation
CN115882959A (zh) 一种基于机器学习的非线性补偿方法
KR101148596B1 (ko) 커패시티브 커플링을 등화기를 이용한 전압모드 송신 드라이버 및 이 전압모드 송신 드라이버에서 프리앰퍼시스를 수행하는 방법
CN113938144A (zh) 一种Duo-binary PAM4发射机及数据传输***
JPWO2006101159A1 (ja) 信号処理装置および信号処理方法
CN114422306B (zh) 电压模预加重均衡电路、SerDes发射机及芯片
EP1683283B1 (en) Method and apparatus for adapting an information carrying signal
WO2007013361A1 (ja) 信号処理装置および信号処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181221