CN116979232A - 一种网络接口芯片、网络接口设备及以太网设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种网络接口芯片、网络接口设备及以太网设备，涉及电子技术领域，解决了现有技术中滤波器滤波频段低、性能较差的问题。上述芯片包括：载板和设置在载板上的晶粒，该芯片还包括滤波器，滤波器用于对网络接口芯片接收到的信号进行高频滤波处理。该滤波器包括互相耦合的电感网络和电容网络，电感网络集成在上述载板中，电容网络集成在上述晶粒中。

Description

一种网络接口芯片、网络接口设备及以太网设备

技术领域

本申请实施例涉及电子技术领域，尤其涉及一种网络接口芯片、网络接口设备及以太网设备。

背景技术

10GBASE-T是双绞线传输以太网标准，采用10GBASE-T传输信号时，信号经过长距离的传输后幅度越来越小，由于线缆间存在相互干扰，当遇到较强干扰，信号容易失真或被噪声淹没，如果接收端不能有效滤除噪声，将导致信号传输误码。其次，采用10GBASE-T传输信号时，由于发送端调制后的信号频率较高(例如：2.8GHz-3.6GHz)，而接收端的板级变压器都是理想高阶滤波器，该高阶滤波器为带阻滤波器，阻带为400MHz-1.2Ghz，且该带宽容易受到外部高频的干扰，因此接收端的板级变压器滤波能力较差，需要新增低通滤波器滤除高频干扰。而且，接收端的模拟器件在大信号幅度和高频率下工作，将会脱离晶体管的线性区，导致接收到的信号产生失真，信号有效信噪比降低，例如：以信号的频率为380MHz为例，其3次谐波为1.14GHz，如果3次谐波无法被接收端的滤波器滤除，进行模数转换，将会造成信号失真有效信噪比降低。综上所述，需要合适的低通滤波器滤除噪声信号，提高接收端接收到信号的质量。

现有技术中，通常采用在印制电路板上焊接分立电容、分立电感和分立电容等分立器件来形成低通滤波器，以通过该低通滤波器滤除接收端接收到的信号中的高频干扰。但是，由于上述分立器件在制作和焊接时会引入较大的寄生参数，因此滤波频段低、性能较差。

发明内容

本申请实施例提供一种网络接口芯片、网络接口设备及以太网设备，解决了现有技术中滤波器滤波频段低、性能较差的问题。

为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：

本申请实施例的第一方面，提供一种网络接口芯片，该芯片包括：载板和设置在载板上的晶粒，该芯片还包括滤波器，滤波器用于对网络接口芯片接收到的信号进行高频滤波处理。滤波器包括互相耦合的电感网络和电容网络，电感网络集成在上述载板中，所述电容网络集成在上述晶粒中。

本申请提供的网络接口芯片中的滤波器，可用于对网络接口芯片接收到的信号进行高频滤波处理，该滤波器包括互相耦合的电感网络和电容网络，通过将电感网络集成在载板中，将电容网络集成在晶粒中，以使得该滤波器能够克服滤波频段低和性能差的问题，从而满足高速高带宽的滤波需求。而现有技术中，在印制电路板上通过焊接电容、电感和电阻等分立器件实现的低通滤波器，会由于分立器件在制作和焊接时引入的较大的寄生参数，导致滤波频段较低和性能差，而本申请的方案与现有技术相比，无需使用和焊接分立器件，也无需通过在印制电路板中的走线来实现不同分立器件的耦合，从而不会引入额外的寄生参数，以及走线带来的寄生参数，从而具有滤波频段高和性能好的优点。此外，现有技术通过焊接分立器件实现的低通滤波器还具有体积大的缺点，而本申请将电感网络集成在载板中，将电容网络集成在晶粒，还能够减小滤波器的体积。

结合第一方面，在一种实现方式中，晶粒底部设置有多个金属凸块，用于实现晶粒内的电路与载板内的电路之间的互联，电感网络通过至少一个金属凸块与电容网络耦合。

基于本方案，上述网络接口芯片通过在晶粒底部设置多个金属凸块，能够实现对单端信号或差分信号进行滤波处理，且滤波性能好，能够提升信号质量。

结合第一方面，在一种实现方式中，芯片还包括：位于载板和晶粒之间的第一金属凸块、第二金属凸块、第三金属凸块和第四金属凸块。电感网络和电容网络均具有差分输入端和差分输出端，电感网络的差分输入端和电容网络的差分输入端通过第一金属凸块和第二金属凸块耦合，电感网络的差分输出端和电容网络的差分输出端通过第三金属凸块和第四金属凸块耦合。

基于本方案，通过在载板中设置电感网络，在晶粒中设置电容网络，电感网络和电容网络通过金属凸块耦合，以形成滤波器，因此本申请提供的滤波电路能够降低成本，减少片内功耗。

结合第一方面，在一种实现方式中，载板包括至少一个金属层，电感网络包括第一绕线电感和第二绕线电感，第一绕线电感和第二绕线电感位于至少一个金属层中，第一绕线电感的一端和第二绕线电感的一端为电感网络的差分输入端，第一绕线电感的另一端和第二绕线电感的另一端为电感网络的差分输出端。

可选的，当网络接口具有多个信号通道时，每个信号通道均可以设置有对应的滤波器，从而该芯片可以包括多个滤波器，也即是，该芯片中的载板除了包括第一绕线电感和第二绕线电感，还可以包括更多个绕线电感，上述晶粒中可以包括多个电容网络，载板和晶粒之间除包括上述第一金属凸块、第二金属凸块、第三金属凸块和第四金属凸块，还可以包括更多个金属凸块，该更多个绕线电感可以通过该更多个金属凸块与多个电容网络耦合，形成多个滤波器，以满足网络接口对滤波器的需求。本申请实施例对于电感网络包括绕线电感的具体数量并不限定，本申请实施例以电感网络包括第一绕线电感和第二绕线电感为例，进行示例性说明。

基于本方案，通过在载板的至少一个金属层中设置绕线电感，与在晶粒中设置绕线电感相比，能够降低成本。而且，通过在载板设置多个绕线电感，该多个绕线电感通过金属凸块与多个电容网络耦合，能够形成多个滤波器，能够满足网络接口对滤波器的需求。

结合第一方面，在一种实现方式中，至少一个金属层包括第一金属层和第二金属层，第一绕线电感包括位于第一金属层的第一绕线和位于第二金属层的第二绕线，第二绕线电感包括位于第一金属层的第三绕线和位于第二金属层的第四绕线。第一绕线和第二绕线通过第一过孔串联于差分输入端和差分输出端之间，且在同一金属层上的投影不重叠；第三绕线和第四绕线通过第二过孔串联于差分输入端和差分输出端之间，且在同一金属层上的投影不重叠。

基于本方案，在本申请实施例中通过将绕线设置为投影不重叠的绕线，能够获得较大的电感值。

结合第一方面，在一种实现方式中，第一绕线电感和第二绕线电感与接地端之间的距离均大于等于预设阈值。

基于本方案，通过将上述第一绕线电感和第二绕线电感与接地端之间的距离设置为大于或等于预设阈值，能够避免绕线电感与接地端之间形成接地电容。

结合第一方面，在一种实现方式中，第一绕线电感和第二绕线电感的绕向相反。

基于本方案，通过将第一绕线电感和第二绕线电感设置为相反的绕向，能够避免第一绕线电感与第二绕线电感之间的电流抵消。

结合第一方面，在一种实现方式中，晶粒包括至少一个金属层，电容网络包括设置在至少一个金属层中的第一子电容网络、第二子电容网络和第三子电容网络，第一子电容网络的第一端和第二子电容网络的第一端作为电容网络的差分输入端，第一子电容网络的第二端和第二子电容网络的第二端作为电容网络的差分输出端，第三子电容网络耦合在第一子电容网络的第三端与第二子电容网络的第三端之间。

可选的，当网络接口具有多个信号通道时，每个信号通道均可以设置有对应的滤波器，从而该芯片可以包括多个滤波器，也即是，该芯片中的晶粒除了包括第一子电容网络、第二子电容网络和第三子电容网络，还可以包括更多个子电容网络，上述载板中可以包括多个电感网络，载板和晶粒之间除包括上述第一金属凸块、第二金属凸块、第三金属凸块和第四金属凸块，还可以包括更多个金属凸块，该更多个子电容网络可以通过该更多个金属凸块与多个电感网络耦合，形成多个滤波器，以满足网络接口对滤波器的需求。本申请实施例对于电容网络包括子电容网络的具体数量并不限定。

基于本方案，通过在晶粒中设置电容网络，该电容网络可以包括多个子电容网络，因此本申请实施例提供的芯片，能够满足网络接口具有多个信号通道时对滤波器的需求。

结合第一方面，在一种实现方式中，第一子电容网络包括串联耦合的第一电容和第二电容，第一电容与第二电容连接的一端为第一子电容网络的第三端，第一电容和第二电容的另一端为第一子电容网络的第一端和第二端，和/或，第二子电容网络包括串联耦合的第三电容与第四电容，第三电容与第四电容连接的一端为第二子电容网络的第三端，第三电容和第四电容的另一端为第二子电容网络的第一端和第二端，和/或，第三子电容网络包括第五电容。

基于本方案，通过设置第三子电容网络，能够有效去除差分信号的差模干扰。

结合第一方面，在一种实现方式中，第三子电容网络还包括第六电容，第六电容与第五电容并联。

基于本方案，通过在第三子电容网络设置多个电容，能够满足芯片对电容容值的需求，因此本申请实施例提供的芯片能够被设置为低通滤波器，滤除噪声信号，提高接收端接收到信号的质量。

结合第一方面，在一种实现方式中，滤波器为低通滤波器。

结合第一方面，在一种实现方式中，滤波器的带宽为400MHz。

结合第一方面，在一种实现方式中，滤波器的上限频率为400MHz，下限频率为0MHz。

结合第一方面，在一种实现方式中，上述芯片支持10GBASE-T通信协议。

基于本方案，当本申请实施例提供的芯片应用至10GBASE-T网络接口时，由于10GBASE-T支持全双工通信，接收端同样是发送端，通过将滤波器的带宽设置为带宽为400Mhz，上限频率为400MHz，下限频率为0MHz的低通滤波器，当本申请实施例提供的芯片应用至发送端时，能够减少对无线通信干扰，当本申请实施例提供的芯片应用至接收端时，能够滤除噪声信号，提高接收端接收到信号的质量。

本申请实施例的第二方面，提供一种网络接口设备，该网络接口设备包括依次耦合的变压器、第一方面所述的网络接口芯片和模数转换器，变压器用于对接收信号进行电压变换，网络接口芯片用于滤除电压变换后信号中的干扰信号，模数转换器用于将滤除干扰后的信号转换为数字信号。

结合第二方面，在一种实现方式中，上述网络接口设备为以太网接口设备。

本申请实施例的第三方面，提供一种以太网设备，该以太网设备包括处理器和网络接口设备，所述处理器与所述网络接口设备耦合，所述网络接口设备为第二方面所述的网络接口设备，该网络接口设备包括变压器、模数转换器和第一方面所述的网络接口芯片。

本申请中第二方面和第三方面的描述，可以参考第一方面的详细描述；并且，第二方面和第三方面的有益效果，可以参考第一方面的有益效果分析，此处不再赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种信号幅频曲线示意图；

图2为本申请实施例提供的一种L/C低通滤波器的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种L/C低通滤波器的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种网络接口芯片的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种网络接口芯片的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种电感网络的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种电感网络的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种电容网络的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的另一种电容网络的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的又一种电容网络的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的又一种网络接口芯片的结构示意图；

图12为本申请实施例提供的另一种信号幅频曲线示意图；

图13为本申请实施例提供的一种网络接口设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。在本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c或a-b-c，其中a、b和c可以是单个，也可以是多个。另外，在本申请的实施例中，“第一”、“第二”等字样并不对数量和次序进行限定。

需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在介绍本申请实施例之前，首先对本申请涉及的背景技术进行介绍说明。

10GBASE-T是双绞线传输以太网标准，信号的传输速率可以采用200M/400M/800Mbps，能够在100-200米的双绞线中传输。由于金属线缆的天线效应，信号传输过程中容易对无线通信引起电磁干扰，尤其基带频率为400MHz时，信号频率已经接近全球移动通信***(global system for mobile communications，GSM)通信频率，对无线通信干扰比较严重。除对外界的干扰，信号经过长距离的传输后幅度越来越小，由于线缆间存在相互干扰，当遇到较强干扰，信号容易失真或被噪声淹没，如果接收端不能有效滤除噪声，将导致信号传输误码。

如图1所示为一种信号幅频曲线图，当10GBASE-T的基带信号频率为400MHz时，发送端调制后的信号频率范围为f1-f2，f0为f1与f2之间的中间频率，该调制后的信号频率较高，例如该调制后的信号频率可以为：2.8GHz-3.6GHz。接收端接收到信号后，先经过用于变换电压的板级变压器，再经过解调器获得基带信号，最后该基带信号经过模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)获得数字信号。但是，接收端的板级变压器都是理想高阶滤波器，该高阶滤波器为带阻滤波器，阻带为400MHz-1.2GHz，且该带宽容易受到外部高频的干扰，因此接收端的板级变压器滤波能力较差，无法准确滤除高频干扰，需要新增低通滤波器滤除高频干扰。其次，模拟电路中的非理想因素将引入高频谐波，而模拟器件在高频谐波下工作，将会脱离晶体管的线性区，导致接收到的信号产生失真，信号有效信噪比降低。因此，需要合适的低通滤波器滤除噪声信号，提高接收端接收到信号的质量。下面提供了几种低通滤波器。

第一种低通滤波器，通过在印制电路板(printed circuit board，PCB)上焊接电感和电容，或者焊接电阻和电容实现低通滤波器。如图2所示为一种L/C低通滤波器，该低通滤波器包括PCB、分立电感和分立电容，分立电感和分立电容通过焊接方式设置在PCB板上。其中，分立电感包括L1、L2、L3和L4，分立电容包括C1和C2，分立电感L1和L3串联，L2和L4串联，分立电容C1和C2跨接在两个电路之间。由于板级分立电感L1、L2、L3、L4，与分立电容C1和C2器件本身，以及焊接时带来的寄生参数较大，因此该低通滤波器的滤波频段低性能较差，无法满足10GBASE-T协议下高速高带宽的需求。

第二种低通滤波器，通过在晶粒内部集成电感和电容，或者集成电阻和电容实现低通滤波器。但是，在晶粒内部通过集成电感和电容实现L/C低通滤波器，电感将占用较大面积，导致成本较高。在晶粒内部通过集成电阻和电容实现R/C低通滤波器，需采用有源滤波器，将导致片内功耗较高。

第三种低通滤波器，通过在封装基板上焊接电感和电容，或者焊接电阻和电容实现低通滤波器。如图3所示为一种L/C低通滤波器电路，该低通滤波器电路包括封装基板和16组低通滤波器。该16组低通滤波器中的每一组低通滤波器，均包括分立电感和分立电容共8个分立器件，该8个分立器件通过焊接方式设置在封装基板上。但是，由于分立器件尺寸较大，不同分立器件的焊接尺寸存在要求，且10GBASE-T网口信号通道数较多，对于分立器件需求较多，因此所需物理空间较大，焊接难度较高，存在良率和可靠性风险。其次，分立器件或模组内部相邻线圈平行时，将会导致磁通抵消，因此该方案在低通滤波器的实现和性能方面存在风险，而且采用模组实现低通滤波器，还存在物料管控的问题。

综上所述，上述几种低通滤波器在性能、成本、功耗和实现等方面存在较多问题，因此本申请实施例提供一种低通滤波器，该低通滤波器具有性能好、成本低、低功耗和易实现等优点。

图4为本申请实施例提供的一种网络接口芯片，应用于网络接口设备中。如图4所示，该芯片包括载板和设置在载板上的晶粒，芯片还包括滤波器，该滤波器用于对网络接口芯片接收到的信号进行高频滤波处理。该滤波器包括互相耦合的电感网络和电容网络，电感网络集成在载板中，电容集成在晶粒中。

上述载板可以为封装基板(substrate，SUB)，或者，也可以为转接板(interposer)。本申请实施例对于载板的具体类型并不限定。

上述封装基板是封装晶粒的载体，可以为晶粒提供电连接、保护、支撑、散热、组装等功效，能够实现多引脚化，缩小封装产品体积、改善电性能及散热性、超高密度的目的。

上述转接板也可称为中介层、硅中介层、矽中阶层，该转接板与上述晶粒可以通过硅通孔(through silicon via，TSV)实现微电极连接，可以大幅提高芯片的性能。

上述晶粒(Die)也可称为裸晶，晶粒是从晶圆中切割得到的小块。其中，晶圆(Wafer)也可称为晶元，是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料可以是硅。在晶粒上制作硅半导体电路，然后将该硅半导体电路使用载板进行封装，能够获得日常生活中常见的具有多个引脚的芯片。

本申请实施例提供的网络接口芯片中的滤波器，可用于对网络接口芯片接收到的信号进行高频滤波处理，该滤波器包括互相耦合的电感网络和电容网络，通过将电感网络集成在载板中，将电容网络集成在晶粒中，以使得该滤波器能够克服滤波频段低和性能差的问题，从而满足高速高带宽的滤波需求。而上述第一种低通滤波器或第三种低通滤波器，在印制电路板或封装基板上通过焊接电容、电感和电阻等分立器件实现的低通滤波器，会由于分立器件在制作和焊接时引入的较大的寄生参数，导致滤波频段较低和性能差，而本申请的方案与现有技术相比，无需使用和焊接分立器件，也无需通过在印制电路板中的走线来实现不同分立器件的耦合，从而不会引入额外的寄生参数，以及走线带来的寄生参数，从而具有滤波频段高和性能好的优点。此外，现有技术通过焊接分立器件实现的低通滤波器，还具有体积大，焊接存在虚焊、漏焊等风险，器件之间存在磁通抵消的缺点，而本申请将电感网络集成在载板中，将电容网络集成在晶粒，能够减小滤波器的体积，能够避免焊接风险和磁通抵消，可靠性高。与上述第二种低通滤波器，将电感和电容均集成在晶粒中相比，会大大减小滤波器占用的面积，此外由于载板的成本与晶粒的成本相比较低，本申请将占用面积较大的电感网络集成在载板中，能够降低制造成本。与上述基于R/C结构实现的有源低通滤波器相比，本申请采用的是L/C结构的无源滤波器，从而避免了器件本身带来的功耗，因此具有功耗低的优点。

在一种可能的实施例中，上述网络接口设备为10GBASE-T接口。本申请实施例对于网络接口设备的具体类型并不限定，下述实施例以网络接口设备为10GBASE-T接口进行示例性说明。

在一种示例中，上述滤波器可以为上限频率为400MHz，下限频率为0MHz，带宽为400MHz的低通滤波器。本申请实施例对于该滤波器的具体类型及带宽并不限定，下述实施例以该滤波器为上述低通滤波器为例进行示例性说明。

本申请实施例提供的网络接口芯片，通过在载板中设置电感网络，在晶粒中设置电容网络，电感网络与电容网络耦合形成上述低通滤波器，因此能够满足10GBASE-T协议下高速高带宽的需求。

在一种可能的实施例中，上述晶粒底部设置有多个金属凸块，用于实现晶粒内的电路与载板内的电路之间的互联，电感网络通过至少一个金属凸块与所述电容网络耦合。本申请实施例对于晶粒底部具体设置金属凸块的数量并不限定。

在一种示例中，本申请实施例提供的网络接口芯片可以用于对单端信号进行滤波处理，电感网络可以通过两个金属凸块与电容网络耦合，其中一个金属凸块为单端信号的输入端，另一个金属凸块为单端信号的输出端。

在另一种示例中，本申请实施例提供的网络接口芯片可以用于对差分信号进行滤波处理，电感网络可以通过四个金属凸块与电容网络耦合，其中两个金属凸块为差分信号的输入端，另外两个金属凸块为差分信号的输出端。

示例性的，结合图4，如图5所示，该网络接口芯片可以包括：位于载板和晶粒之间的第一金属凸块、第二金属凸块、第三金属凸块和第四金属凸块。电感网络和电容网络均具有差分输入端和差分输出端，电感网络的差分输入端和电容网络的差分输入端通过第一金属凸块和第二金属凸块耦合，电感网络的差分输出端和电容网络的差分输出端通过第三金属凸块和第四金属凸块耦合。

在一种可能的实施例中，如图6所示，上述载板包括一个金属层，上述电感网络包括第一绕线电感和第二绕线电感，第一绕线电感和第二绕线电感位于载板的金属层中。第一绕线电感的一端和第二绕线电感的一端为电感网络的差分输入端，第一绕线电感的另一端和第二绕线电感的另一端为电感网络的差分输出端。

需要说明的是，图6以载板包括一个金属层为例进行示例性说明，图6所示的第一绕线电感与第二绕线电感的结构为示例性说明，图6不对本申请实施例构成限制。

可选的，上述载板还可以包括多个金属层，第一绕线电感和第二绕线电感可以位于该多个金属层中，本申请实施例对于载板包括金属层的具体数量并不限定。

在一种可能的实施例中，如图7所示，上述载板可以包括第一金属层和第二金属层，第一绕线电感可以包括位于第一金属层的第一绕线和位于第二金属层的第二绕线，第二绕线电感可以包括位于第一金属层的第三绕线和位于第二金属层的第四绕线。第一绕线和第二绕线的一端通过第一过孔连接，第一绕线的另一端与差分输入端耦合，第二绕线的另一端与差分输出端耦合。第三绕线和第四绕线的一端通过第二过孔连接，第三绕线的另一端与差分输入端耦合，第四绕线的另一端与差分输出端耦合。

可以理解的，当载板包括多个金属层时，绕线电感可以包括多个绕线，该多个绕线可以设置在上述多个金属层中，通过过孔连接成一个绕线电感。

可选的，当网络接口具有多个信号通道时，每个信号通道均可以设置有对应的滤波器，从而该网络接口芯片可以包括多个滤波器，也即是，该网络接口芯片中的载板除了包括第一绕线电感和第二绕线电感，还可以包括更多个绕线电感，上述晶粒中可以包括多个电容网络，载板和晶粒之间除包括上述第一金属凸块、第二金属凸块、第三金属凸块和第四金属凸块，还可以包括更多个金属凸块，该更多个绕线电感可以通过该更多个金属凸块与多个电容网络耦合，形成多个滤波器，以满足网络接口对滤波器的需求。本申请实施例对于电感网络包括绕线电感的具体数量并不限定，本申请实施例以电感网络包括第一绕线电感和第二绕线电感为例，进行示例性说明。

在一种可能的实施例中，上述第一绕线电感和第二绕线电感与接地端之间的距离均大于等于预设阈值，示例性的，如图6所示的预设阈值。对于位于至少一个金属层中的绕线电感，该预设阈值与每一金属层中绕线的线宽有关。示例性的，该预设阈值可以为绕线线宽的至少3倍，每一金属层中绕线的线宽可以相同也可以不同。本申请实施例对于该预设阈值为绕线线宽的具体倍数并不限定，对于每一金属层中绕线的线宽是否相同并不限定。在本申请实施例中通过将第一绕线电感和第二绕线电感与接地端之间的距离设置为大于等于预设阈值，能够避免绕线电感与接地端之间形成接地电容。

在一种可能的实施例中，如图6或图7所示，第一绕线电感和第二绕线电感的绕向相反。在本申请实施例中通过将第一绕线电感和第二绕线电感设置为绕向相反的电感，能够避免绕线电感中的电流抵消。

可以理解的，当载板包括一个金属层时，第一绕线电感和第二绕线电感的绕向相反，可以是指该金属层中第一绕线电感和第二绕线电感的绕向相反。当载板包括多个金属层，第一绕线电感和第二绕线电感设置在该多个金属层时，第一绕线电感和第二绕线电感的绕向相反，可以是指第一绕线电感包括的绕线与第二绕线电感包括的绕线，在每个金属层中的绕向均相反。

在一种可能的实施例中，如图7所示，当载板包括多个金属层，第一绕线电感和第二绕线电感设置在该多个金属层时，第一绕线和第二绕线在同一金属层上的投影不重叠，第三绕线和第四绕线在同一金属层上的投影不重叠。在本申请实施例中通过将绕线设置为投影不重叠的绕线，能够获得较大的电感值。

示例性的，当输入差分信号的频率为400MHz时，上述第一绕线电感和第二绕线电感的感值为20.7nH-21.4nH。当输入差分信号的频率为800MHz时，上述第一绕线电感和第二绕线电感的感值为25.3nH-28.0nH。本申请实施例对于第一绕线电感和第二绕线电感的具体感值并不限定。

在本申请实施例中，通过将上述第一绕线电感和第二绕线电感与接地端之间的距离设置为大于或等于预设阈值，能够避免绕线电感与接地端之间形成接地电容，通过将第一绕线电感和第二绕线电感设置为相反的绕向，能够避免第一绕线电感与第二绕线电感之间的电流抵消。因此，本申请实施例提供的网络接口芯片滤波性能好。

在一种可能的实施例中，如图8所示，上述晶粒可以包括一个金属层，电容网络包括设置在该金属层中的第一子电容网络、第二子电容网络和第三子电容网络，该第一子电容网络的第一端和第二子电容网络的第一端作为电容网络的差分输入端，该第一子电容网络的第二端和第二子电容网络的第二端作为电容网络的差分输出端，第三子电容网络耦合在第一子电容网络的第三端与第二子电容网络的第三端之间。

可选的，当网络接口具有多个信号通道时，每个信号通道均可以设置有对应的滤波器，从而该网络接口芯片可以包括多个滤波器，也即是，该网络接口芯片中的晶粒除了包括第一子电容网络、第二子电容网络和第三子电容网络，还可以包括更多个子电容网络，上述载板中可以包括多个电感网络，载板和晶粒之间除包括上述第一金属凸块、第二金属凸块、第三金属凸块和第四金属凸块，还可以包括更多个金属凸块，该更多个子电容网络可以通过该更多个金属凸块与多个电感网络耦合，形成多个滤波器，以满足网络接口对滤波器的需求。本申请实施例对于电容网络包括子电容网络的具体数量并不限定。

可选的，上述晶粒还可以包括更多个金属层，本申请实施例对于该晶粒包括金属层的具体数量并不限定，下述实施例以改晶粒包括一个金属层为例进行示例性说明。

可选的，当上述晶粒包括多个金属层时，上述电容网络中的电容可以设置在一个金属层中，也可以设置在两个金属层之间，或者，可以部分电容设置在一个金属层中，其余电容设置在两个金属层之间。本申请实施例对于电容网络中的电容具体如何设置并不限定，下述实施例以电容网络中的电容设置在一个金属层中为例，进行示例性说明。

在一种可能的实施例中，如图9所示，第一子电容网络包括串联耦合的第一电容和第二电容，第一电容与第二电容连接的一端为第一子电容网络的第三端，第一电容和第二电容的另一端为第一子电容网络的第一端和第二端。第二子电容网络包括串联耦合的第三电容与第四电容，第三电容与第四电容连接的一端为第二子电容网络的第三端，第三电容和第四电容的另一端为第二子电容网络的第一端和第二端。第三子电容网络包括第五电容。图9所示为本申请实施例提供的一种电容网络的结构示意图，本申请实施例对于第一子电容网络、第二子电容网络和第三子电容网络具体包括电容的数量并不限定。

在一种可能的实施例中，如图10所示，第三子电容网络还包括第六电容，该第六电容与上述第五电容并联。

可选的，当第三子电容网络包括多个电容时，该多个电容可以与第五电容并联，也可以与第五电容串联，或者，该多个电容中的部分电容可以与第五电容串联，其余电容可以与第五电容并联。本申请实施例对于第三子电容网络包括多个电容时的连接方式并不限定。

在一种可能的实施例中，结合图10，上述网络接口芯片可以为如图11所示的网络接口芯片，该网络接口芯片包括载板、晶粒和滤波器，该滤波器包括相互耦合的电感网络和电容网络。电感网络设置在载板的金属层中，该电感网络包括第一绕线电感和第二绕线电感，电容网络设置在晶粒的金属层中，该电容网络包括第一子电容网络、第二子电容网络和第三子电容网络，第一子电容网络包括第一电容和第二电容，第二子电容网络包括第三电容和第四电容，第三子电容网络包括第五电容和第六电容。电感网络的差分输入端和电容网络的差分输入端通过第一金属凸块和第二金属凸块耦合，电感网络的差分输出端和电容网络的差分输出端通过第三金属凸块和第四金属凸块耦合，第三金属凸块和第四金属凸块与两个焊球耦合。

如图12为采用如图11所示的网络接口芯片进行滤波时获得的信号幅频曲线图，根据图12可知，此时网络接口芯片包括的滤波器为低通滤波器，该低通滤波器的上限频率为400MHz，下限频率为0MHz，该低通滤波器能够抑制信号频率大于400MHz的信号。

本申请实施例提供的网络接口芯片，在载板中设置电感网络，在晶粒中设置电容网络，能够避免现有技术在印制电路板或封装基板上通过焊接电容、电感和电阻等分立器件实现低通滤波器时，寄生参数较大的问题，因此本申请实施例提供的网络接口芯片的滤波频段高、性能好。与上述将电感和电容均集成在晶粒中相比，会大大减小滤波器占用的面积，此外由于载板的成本与晶粒的成本相比较低，本申请将占用面积较大的电感网络集成在载板中，因此能够降低制造成本。与上述基于R/C结构实现的有源低通滤波器相比，本申请采用的是L/C结构的无源滤波器，从而避免了器件本身带来的功耗，因此具有功耗低的优点。其次，当本申请实施例提供的网络接口芯片应用至10GBASE-T网络接口时，由于10GBASE-T支持全双工通信，接收端同样是发送端，因此本申请实施例提供的网络接口芯片还能够减少对无线通信干扰。

如图13所示，在本申请的另一方面，提供一种网络接口设备，该网络接口设备包括依次耦合的变压器、网络接口芯片和模数转换器，该网络接口芯片的结构可以如上述图4-图11所示。上述变压器用于对接收信号进行电压变换，网络接口芯片用于滤除电压变换后信号中的干扰信号，模数转换器用于将滤除干扰后的信号转换为数字信号。

可选的，上述网络接口设备为以太网接口设备，比如，该以太网接口设备可以为10GBASE-T网络接口。

在本申请的再一方面，提供一种以太网设备，该以太网设备包括处理器和上述网络接口设备，处理器与网络接口设备耦合，该网络接口设备包括变压器、网络接口芯片和模数转换器，网络接口芯片的结构可以如上述图4-图11所示。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种网络接口芯片，其特征在于，所述芯片包括：载板和设置在所述载板上的晶粒，所述芯片还包括滤波器，所述滤波器用于对网络接口芯片接收到的信号进行高频滤波处理；

所述滤波器包括互相耦合的电感网络和电容网络，所述电感网络集成在所述载板中，所述电容网络集成在所述晶粒中。

2.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述晶粒底部设置有多个金属凸块，用于实现所述晶粒内的电路与所述载板内的电路之间的互联；所述电感网络通过至少一个金属凸块与所述电容网络耦合。

3.根据权利要求2所述的芯片，其特征在于，所述多个金属凸块包括第一金属凸块、第二金属凸块、第三金属凸块和第四金属凸块，所述电感网络和所述电容网络均具有差分输入端和差分输出端，所述电感网络的差分输入端和所述电容网络的差分输入端通过所述第一金属凸块和所述第二金属凸块耦合，所述电感网络的差分输出端和所述电容网络的差分输出端通过所述第三金属凸块和所述第四金属凸块耦合。

4.根据权利要求3所述的芯片，其特征在于，所述载板包括至少一个金属层，所述电感网络包括第一绕线电感和第二绕线电感，所述第一绕线电感和所述第二绕线电感位于所述至少一个金属层中，所述第一绕线电感的一端和所述第二绕线电感的一端为所述电感网络的差分输入端，所述第一绕线电感的另一端和所述第二绕线电感的另一端为所述电感网络的差分输出端。

5.根据权利要求4所述的芯片，其特征在于，所述至少一个金属层包括第一金属层和第二金属层，所述第一绕线电感包括位于所述第一金属层的第一绕线和位于所述第二金属层的第二绕线，所述第二绕线电感包括位于所述第一金属层的第三绕线和位于所述第二金属层的第四绕线；

所述第一绕线和所述第二绕线通过第一过孔串联于所述差分输入端和所述差分输出端之间，且在同一金属层上的投影不重叠；所述第三绕线和所述第四绕线通过第二过孔串联于所述差分输入端和所述差分输出端之间，且在同一金属层上的投影不重叠。

6.根据权利要求5所述的芯片，其特征在于，所述第一绕线电感和所述第二绕线电感与接地端之间的距离均大于等于预设阈值。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的芯片，其特征在于，所述第一绕线电感和所述第二绕线电感的绕向相反。

8.根据权利要求3-7中任一项所述的芯片，其特征在于，所述晶粒包括至少一个金属层，所述电容网络包括设置在所述至少一个金属层中的第一子电容网络、第二子电容网络和第三子电容网络，所述第一子电容网络的第一端和所述第二子电容网络的第一端作为所述电容网络的差分输入端，所述第一子电容网络的第二端和所述第二子电容网络的第二端作为所述电容网络的差分输出端，所述第三子电容网络耦合在所述第一子电容网络的第三端与所述第二子电容网络的第三端之间。

9.根据权利要求8所述的芯片，其特征在于，所述第一子电容网络包括串联耦合的第一电容和第二电容，所述第一电容与所述第二电容连接的一端为所述第一子电容网络的第三端，所述第一电容和所述第二电容的另一端为所述第一子电容网络的第一端和第二端；和/或，

所述第二子电容网络包括串联耦合的第三电容与第四电容，所述第三电容与所述第四电容连接的一端为所述第二子电容网络的第三端，所述第三电容和所述第四电容的另一端为所述第二子电容网络的第一端和第二端；和/或，

所述第三子电容网络包括第五电容。

10.根据权利要求9所述的芯片，其特征在于，所述第三子电容网络还包括第六电容，所述第六电容与所述第五电容并联。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的芯片，其特征在于，所述滤波器为低通滤波器。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的芯片，其特征在于，所述滤波器的带宽为400MHz。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的芯片，其特征在于，所述滤波器的上限频率为400MHz，下限频率为0MHz。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的芯片，其特征在于，所述芯片支持10GBASE-T通信协议。

15.一种网络接口设备，其特征在于，所述网络接口设备包括依次耦合的变压器、芯片和模数转换器，所述芯片为如权利要求1-13中任一项所述的芯片，所述变压器用于对接收信号进行电压变换，所述芯片用于滤除电压变换后信号中的干扰信号，所述模数转换器用于将滤除干扰后的信号转换为数字信号。

16.根据权利要求15所述的网络接口设备，其特征在于，所述网络接口设备为以太网接口设备。

17.一种以太网设备，其特征在于，所述以太网设备包括处理器和网络接口设备，所述处理器与所述网络接口耦合，所述网络接口设备为如权利要求15或16所述的网络接口设备。