具体实施方式
上述的概括说明和以下的详细说明都应该被理解为是该发明的典型例子和起解释作用的例子,并不能限制本发明。包含在说明书内并组成说明书的一部分的图示,阐述了该发明的具体实施例,并和概括说明共同解释该发明的原理。现在就对公开的主题进行详细的说明,并通过附图进行阐明。
关于图1A-1D,是本发明所述的确定前述的奈奎斯特频率信道损耗的系统。在此应注意到,沿着色散通信信道的奈奎斯特频率(即,采样频率的一半)的信道损失可以起到信号质量降级指示器的作用。在此还应注意到,高级的信号形成均衡器滤波器可以被应用于解码接收器内沿着通信信道传输的信号。在设计合适的均衡器滤波器时,关于沿着奈奎斯特频率通信信道损耗等级的知识是有用的。为了补偿信道损耗,使用均衡器围绕奈奎斯特频率提供信号峰值(即,放大)。为了本公开的目的,术语“信道损耗”代表由沿着通信信道108传输的信号产生的吸收损失。另外,为了本公开的目的,术语“奈奎斯特信道损耗”代表由沿着通信信道108传输的信号产生的奈奎斯特频率吸收损失。
本发明关于确定或估算由接收器从一通信信道输出接收的信号的奈奎斯特频率或接近奈奎斯特频率的归一化能量或能量损耗(也就是,奈奎斯特频率信道损耗的测量)的过程和体系结构,另一方面,本发明基于确定的奈奎斯特频率归一化能量,提供在奈奎斯特频率或接近奈奎斯特频率的在选定宽容度或选定宽容度之上的信号峰值(比如,适合数据链操作的信号峰值、最优信号峰值或接近最优信号峰值)。另外,本发明关于基于在奈奎斯特频率或接近奈奎斯特频率测定的信号损耗的环境差异补偿。
图1A是本发明的一个实施例所述的配有确定在一个或多个色散通信信道中的奈奎斯特频率信道损耗的能量计算器101的通信系统100框图。
在一实施方案中,该系统100包括,但不局限于,串行器106、发射器112、接收器114和解串器110。就这一点而言,数据源102的输入数据(比如,集成电路(IC)芯片1)通过串行器106被接收。在一实施例中,该串行器106通过序列化数据源102的数据平行块生成一串行比特流。在另一实施方案中,串行的比特流被输入到发射器112中。在另一实施方案中,该串行比特流从发射器112中通过通信信道108被传输到接收器114中。在一实施方案中,该通信信道包括一条或多条传输线(比如,电线、印制线、光纤等等)。在另一实施方案中,由接收器114接收的串行的信号被传输到解串器110,凭借解串器110将串行数据转化为适合数据目的地104(比如,IC芯片2)使用的平行块。高速数据链路在由P.M. Aziz and A.V. Malipatil撰写的题目为一类带有串行链路应用的连续时间模拟均衡器的自适应算法的文章中有详细描述,该文章为发表在国际电路与系统学术研讨会的IEEE论文,第1383-1386页,该文章通过引证的方式整体纳入本说明书中。
在另一实施方案中,该系统100可能包括,但不局限于,能量计算器101,其被构形用以为计算接收器114中信号的能含量。就这一点而言,该能量计算器101可确定沿着通信信道108的信号的能量损耗。在另一实施方案中,该能量计算器101被构形用以确定在奈奎斯特频率或接近奈奎斯特频率(也就是,采样频率的一半)沿通信信道108(比如,具有码间串扰的色散通信信道)被传输的信号的能量损耗。在另一实施方案中,该能量计算器101被构形用以计算在奈奎斯特频率或接近奈奎斯特频率沿通信信道108的归一化能量损耗。在此应注意到,至于信号的低频率含量,用能量计算器101得到的归一化奈奎斯特信道损耗的测量有助于消除从发射器112传输到接收器114的信号内的任意传输的信号幅度的不利影响。
在一实施方案中,该系统100可进一步包括一非临时性存储介质(也就是,存储介质),该非临时性存储介质包括设计为引起该系统100中一个或多个处理器执行本公开自始至终描述的多个步骤的程序指令。执行各种方法的程序指令,比如本发明描述的方法,可以通过介质载体传输或存储在介质载体中。该介质载体可以是一传送介质,比如,电线、电缆或无线传输链路。该介质载体还可以包括一存储介质,如,只读存储器、随机存取存储器、磁盘、光盘或磁带。总之,术语“处理器”可以被广义地定义为任何具有一个或多个执行存储介质内指令的处理器的设备。从这层意义上说,该一个或多个处理器可以包括任何被构形用以执行软件算法和/或指令的微处理器型设备。在一实施方案中,该一个或多个处理器可以由一被构形用以执行程序的台式电脑或其他计算机系统(比如,网络计算机)组成,该程序被构形用以操作系统100的一个或多个组件,就如本发明自始至终描述的一样。还应该认识到,本发明自始至终描述的步骤可以被以单独的计算机系统或多个计算机系统执行。在另一实施方案中,由能量计算器101执行的能含量计算结果可以被传输到或存储到一个或多个存储介质103。在另一实施方案中,在此同样被进一步详细讨论,该系统100可能访问存储的能量计算结果以获得奈奎斯特频率或接近奈奎斯特频率的选定宽容度的峰值(如,最优峰值或适于数据链路操作的峰值)。
图1B是描述本发明一个实施例所述的用能量计算器101确定奈奎斯特频率或接近奈奎斯特频率的信号的归一化能含量的系统100的框图。在一个实施方案中,根据沿通信信道108传输的信号被一个或多个可变增益放大器(VGA)116处理。在此应该认识到,被VGA处理的过程有助于被接收器114接收的信号获得模拟-数字转换器(ADC)112的全动态范围,因此降低量化效果。在另一实施方案中,该VGA 116输出被一模拟线性均衡器处理。在此应注意到,该均衡器118被构形用以形成(也就是,补充)接收到的信号以减少码间串扰(ISI),码间串扰存在于接收到的信号内提供改进的信号检测。
在另一实施方案中,在奈奎斯特频率或接近奈奎斯特频率接收到的信号的信号含量被均衡器118放大。在此应认识到,能充分形成信号所需的峰值数量(也就是,放大)可以取决于奈奎斯特频率的信号含量。在此应进一步注意到的是,所需的峰值数量是在奈奎斯特频率通过通信信道108的信号衰减量的函数。就这一点而言,在奈奎斯特频率被通信信道108显著衰减的信号比在奈奎斯特频率被较少衰减的信号需要更多的峰值。
在另一实施方案中,均衡器118的输出被时钟数据恢复(CDR)电路120的时钟采样。反过来,为了进行进一步的信号处理,均衡器的输出被ADC 122 数字化。
在另一实施方案中,该能量计算器101通过取样ADC 122的输出决定(或者至少是估算)奈奎斯特频率的信号含量。在一实施方案中,该能量计算器101包括奈奎斯特滤波器124和低通滤波器126。在另一实施方案中,从ADC 122采样的信号通过该奈奎斯特滤波器124和该低通滤波器126。在一实施方案中,该奈奎斯特滤波器124由奈奎斯特频率或接近奈奎斯特频率的带通滤波器组成。在一实施方案中,该奈奎斯特滤波器124可以被下式描述:
(式1)
在另一实施方案中,该低通滤波器126可以被下式描述:
(式2)
在另一实施方案中,信号的奈奎斯特频率被计算为奈奎斯特滤波器124输出的信号样本的平方和。正如图1B所示,用“X”表示奈奎斯特能量。在另一实施方案中,信号的低通频率分量被计算为低通滤波器126输出的样本的平方和。如图1B所示,用“Y”表示信号的低通频率分量。
在另一实施方案中,该能量计算器101包括规度器128,该规度器被构形用以确定接收到的信号在奈奎斯特频率的归一化能含量。在一实施方案中,该规度器128计算信号的奈奎斯特滤波器输出X和信号的低通滤波器输出Y之间的比率。就这一点而言,计算得到的X和Y之间的比率提供了接收到的信号的奈奎斯特频率的归一化能含量。在此应该注意到,被低通滤波器输出Y除奈奎斯特滤波器输出X有助于归一化该能量计算,该能量计算防范接收器输入的任何任意传输信号振幅。在另一实施方案中,使用一简化的方法而不是利用平方和来确定奈奎斯特滤波器124和低通滤波器126的输出(也就是X和Y),绝对值的和可以被用来计算该奈奎斯特滤波器124输出X和该低通滤波器126输出Y。
在另一实施方案中,该能量计算器101传输一个或多个指示能量测定的信号到映射表发生器130。在另一实施方案中,为了被存储或进一步的利用,该能量计算器101传输一个或多个指示能量测定的信号到存储介质103。
图1C是描述本发明实施例所述的映射表发生器130和均衡器118的程序设计的系统100的框图。在一实施方案中,映射表发生器130被构形用以将有能量计算器101计算的奈奎斯特频率的信号能量映射到获取可接收的奈奎斯特频率峰值(比如,最优峰值或适合操作数据链路的峰值)所需的均衡器条件的集合。在另一实施方案中,该映射发生器130被构形用以执行一个或多个仿真结果以生成一适合将由能量计算器101测量得到的奈奎斯特信号能量映射到获取可接收的奈奎斯特频率峰值(比如,最优峰值或适合操作数据链路的峰值)所需的均衡器条件的集合。在另一实施方案中,可以执行一系列的硬件实验,以生成一适合将由能量计算器101测量得到的奈奎斯特信号能量映射到获取可接收的奈奎斯特频率峰值(比如,最优峰值或适合操作数据链路的峰值)所需的均衡器条件的集合。在另一实施方案中,该使用映射表发生器130生成的映射表设计模拟均衡器118。
图1D是本发明实施例所述的描述被构形用以由于环境变化补偿均衡器信号的PVT调节器134的通信系统的框图。在一实施方案中,该PVT调节器134补偿由映射表发生器130控制的均衡器信号,就如本发明以前所描述的。
在一实施方案中,下面的均衡器118的设计(就如本发明以前所描述的),该奈奎斯特能量的信号的能含量被能量计算器101重新测量以及可接受的峰值(比如,最优的峰值或适合操作数据链路的峰值)的偏差被鉴定。在另一实施方案中,该PVT调节器134调整均衡器118(比如,重新设计均衡器)以补偿被鉴定的峰值偏差。在另一实施方案中,该PVT调节器134可以对PVT进行任意次数的调整直至获取期望的信号峰值宽容度等级。在一实施方案中,由于系统100内的PVT变化,提供期望峰值的偏差。在一些实施方案中,该PVT变化包括,但不局限于,工艺变化、电压变化或温度变化。
通过实施例,在奈奎斯特频率初始信号丢失情况下,在40 dB条件下被测量以及峰值需要到达的可接受峰值等级为20 dB,该均衡器118最初由映射表发生器130(或它的控制器(未显示))设计为20 dB。进一步的,在PVT变化引起均衡器提供的峰值减少2 dB的条件下,初始峰值仅为18 dB。在该实施例中,根据重新测量的奈奎斯特频率的能含量,系统100将会鉴定22 dB损失。在该实施例中,该PVT调节器电路134可以设计或重新设计该均衡器118以提供另外的2dB以补偿经过测量的PVT变化。
图1所示的系统100的实施方案可以按照在此所描述被进一步构形。另外,该系统100可以被构形以执行在此所描述的任何方法实施方案的任何其他步骤。
图2描述本发明实施例所述的确定一个或多个色散通信信道内的奈奎斯特损耗的工艺流程200。在步骤202中,提供一发射器。在步骤204中,提供一接收器。在步骤206中,确定(或至少是估算)沿建立在发射器和接收器之间的色散通信信道传输的信号在奈奎斯特频率的归一化能含量。在步骤208中,生成一映射表,该映射表被构形用以鉴定信号在奈奎斯特频率或接近奈奎斯特频率的选定的宽容度或选定的宽容度之上的峰值(比如,最优峰值或适合操作数据链路的峰值),该信号基于奈奎斯特频率的归一化能含量由接收器接收。在进一步的步骤210中,该接收器的均衡器被设计为具有一个或多个适合获取选定的宽容度或选定的宽容度之上的由生成的映射表鉴定的峰值的参数。在步骤212中,用PVT调节器134补偿接收器的均衡器输出信号的环境变化(比如,工艺变化、电压变化、温度变化等等)。
申请人说明,上述的步骤顺序不应该被解释为限定条件。可以在不同的顺序下执行工艺200的一部分步骤。
本领域技术人员将会认识到,当前技术已经发展到系统的硬件和软件实施之间几乎没有什么区别;硬件或软件的使用通常(但不总是,在某些情况下硬件和软件之间的选择可以成为重要的因素)是代表费用和效率之间的权衡的设计决策。本领域技术人员将会赞同可以实现本发明所描述的工艺和/或系统和/或其他技术的工具是多种多样的(比如,硬件、软件和/或固件),以及优选的工具会随着实施工艺和/或系统和/或其他技术环境的变化而变化。比如,如果实施者决定速度和精度是最重要的,该实施者可能会主要选择硬件和/或固件工具;相反,如果灵活性是最重要的,该实施者可能主要选择软件实施方式;又或者,实施者可能选择将硬件、软件和/或固件相结合的方式。因此,可以通过很多种可能的工具实现本发明所述的工艺和/或系统和/或其他技术,没有任何一个工具是必然地优于其他的工具的,使用的任何工具都是根据应用工具的环境选择的,并且实施者的具体的考虑(如,速度、灵活性或可预测性)都是不同的。本领域技术人员将会识别出实施例的光学方面会选用光学导向的硬件、软件和/或固件。
本领域技术人员将会识别以说明的方式描述设备和/或进程是很普通的,并且接下来使用工程实践来将这些描述过的设备和/或进程融入到数据处理系统。也就是说,这里描述的设备和/或进程的至少一部分可以通过合理数量的实验被融入到数据处理系统。本领域技术人员将会识别出一个典型的数据处理系统一般包括一个或多个系统单元壳,一个视频播放设备,一个存储器,比如易失性和非易失性存储器,处理器,比如,微处理器和数据信号处理器,计算实体,比如,操作系统、驱动程序、图形用户界面,和应用程序,一个或多个交互设备,比如,触控板或屏幕,和/或控制系统,包括反馈回路和控制电动机(比如,感应位置的反馈回路和/或数量)。一个典型的数据处理系统可能应用任何合适的商业上是可用组件来实施,比如那些典型的在数据计算/通信和/或网络计算/通信系统中找到的组件。
这里描述的主题有时候说明包含在不同的其他组件或与不同其他组件相连接的不同组件。所描述的这些架构应该被理解为仅仅是一些典型实例,事实上还有很多其他的架构也可以被实施来实现同样的功能。在概念上,为实现同样的功能,组件的任何布置都是有效“关联的”,这样来实现期望的功能。因此,这里任何两个为实现一个具体功能而结合的组件都可以看做是彼此“相关联”,这样来实现期望的功能,不考虑架构或中间组件。同样,任何如此关联的两个组件也能够被看做是彼此“可操作连接的”或“可操作耦合的”,以实现期望的功能,并且能够如此相关联的两个组件也能够被看做是彼此“能够可操作耦合的”以实现期望的功能。能够可操作耦合的具体例子包括但不局限于物理耦合和/或物理交换组件和/或无线交互和/或无线交互组件和/或逻辑交互和/或逻辑交互组件。
当这里所描述的当前主题的具体方面已经被表明和描写,基于这里所述的原理,不脱离这里所描述主题和它更广泛的范围的改变和修改对于本领域技术人员来说是很明显的,因此,所附权利要求内包含的所有这样的改变和修改都属于这里说描述的主题的真正精神和范围。此外,应该理解本发明由所附权利要求限定。