CN109004943B - 一种用于在发射机设备中重建共模的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于在发射机设备中重建共模的方法及系统，该方法包括：响应于建立电气空闲状态的请求，感测发射机设备的输出；将输出或从输出得到的值与第一参考值进行比较，其中第一参考值对应于共模电压；根据比较结果，重新配置发送器装置中的驱动器电路以根据快速充电模式或快速放电模式操作，其中重新配置将输出调整为共模电压；和在重新配置之后，响应于检测到输出已经通过共模电压，将驱动器电路切换到传统的裕度模式，其中经典的裕度调节模式使输出返回到共模电压，其中更多的上拉段和更少的下拉段在快速充电模式下被激活而不是传统的裕度模式，并且其中在快速放电模式中激活的下拉段和下拉段比传统的裕度模式更多。

Description

一种用于在发射机设备中重建共模的方法及系统

技术领域

本发明涉及信息传输技术领域，具体而言，涉及一种用于在发射机设备中重建共模的方法及系统。

背景技术

本发明涉及用于串行器/解串器(″SerDes″)环境中的传输(″Tx″)驱动器的方法，设备，系统和计算机可读介质。SerDes环境中的Tx驱动程序必须满足系统和/或用户要求。这些要求确保了系统的正确行为以及最有效或响应最快的Tx驱动程序。一个要求是在发射机耦合到终端接收机之前，不能开始通过Tx驱动器进行传输。终端接收器通常包括连接到将Tx驱动器耦合到接收器的通道的电阻器。该电阻称为″Rx终端″.Tx驱动程序仅在建立Tx驱动程序和接收器之间的连接时才有资格进行初始化。

一旦在Tx驱动器和接收器之间建立连接，就初始化Tx驱动器，并且Tx驱动器可以开始传输或恢复到低功率状态。通常，在初始化之后，Tx驱动器进入低功率状态并保持在低功率状态一段时间。当保持在低或最低功率状态以保持功率时，Tx驱动器的节点悬空并且易于漂移。Tx驱动器的节点的漂移导致节点保持电压，该电压可能是在大约零和驱动器系统的轨电压之间的电压范围内的任何电压。例如，当Tx驱动器处于最低功率状态时，节点处的电压可以是从0V到VDD的任何地方。

在Tx驱动器进入低功率状态之后，Tx驱动器必须在传输到接收器之前恢复高功率状态。特别是，必须将输出共模重新建立到预期的稳定电压值范围内的值。在SerDes Tx驱动器行业中，应在尽可能短的时间内完成将共模保持在该预期的稳定电压值范围内。这增加了设备对″唤醒″事件的响应性。作为示例，当用户通过将特定手势应用于智能手机屏幕退出屏幕保护程序时，唤醒事件可以是智能手机领域。Tx驱动程序重新建立共模所需的时间越短，设备″唤醒″的速度就越快。一些计算机扩展总线标准指的是Tx驱动程序的状态，一旦它经历了唤醒up事件，作为电子空闲状态。

不同的因素会影响Tx驱动程序重新建立共模的速度。其中一个因素是将Tx驱动器耦合到系统中接收器的电容器的允许电容范围。该耦合电容器被称为AC电容器。AC电容器的允许电容范围通常由每个计算机扩展总线标准强加。必须设计Tx驱动器，以便驱动器能够在最坏的情况下工作：交流电容值是允许电容范围的最大值。虽然在所有计算机扩展总线标准中不是恒定的，但是AC电容器的最大可允许尺寸可以是例如大约265nF。已经开发了传统的Tx驱动器设计，其能够重建共模。然而，这些传统设计仅能够以低速实现电气空闲，并且具有不适合快速实现电气空闲的特定电路配置。

发明内容

本发明提出了一种用于在发射机设备中重建共模的方法，该方法包括：

响应于建立电气空闲状态的请求，感测发射机设备的输出；

将输出或从输出得到的值与第一参考值进行比较，其中第一参考值对应于共模电压；

根据比较结果，重新配置发送器装置中的驱动器电路以根据快速充电模式或快速放电模式操作，其中重新配置将输出调整为共模电压；和

在重新配置之后，响应于检测到输出已经通过共模电压，将驱动器电路切换到传统的裕度模式，其中经典的裕度调节模式使输出返回到共模电压，其中更多的上拉段和更少的下拉段在快速充电模式下被激活而不是传统的裕度模式，并且其中在快速放电模式中激活的下拉段和上拉段比传统的裕度模式更多。

所述的方法，其中每个上拉段包括至少一个PMOS晶体管，并且其中每个下拉段包括至少一个NMOS晶体管。

所述的方法，还包括：

通过将输出或从输出得到的值与第二参考值进行比较来检测输出已通过共模电压，其中如果驱动电路被重新配置为快速充电模式，则第二参考值大于第一参考值如果驱动电路被重新配置为快速放电模式，则其中第二参考值小于第一参考值。

所述的方法，其中，与所述第二参考值的比较发生在从所述驱动器电路被重新配置为快速充电模式或快速放电模式起经过一段时间之后。

所述的方法，其中所述驱动器电路被重新配置为快速充电模式，并且其中重复与所述第二参考值的比较，直到所述输出或从所述输出得到的值大于所述第二参考值。

所述的方法，其中所述驱动器电路被重新配置为所述快速放电模式，并且其中重复与所述第二参考值的比较，直到所述输出或从所述输出获得的值小于所述第二参考值。

所述的方法，还包括：

在重建共模之后，使用比较器检测接收器设备的存在或不存在。

一种用于在发射机设备中重建共模的系统，该系统包括：

接收器设备；和

发送器设备，其中发送器设备输出到连接发送器设备和接收器设备的信道，并且包括：

可重新配置的驱动器电路，其有助于发送器装置的输出，并且可通过选择性地激活驱动器电路的上拉和下拉段来重新配置以在快速充电模式，快速放电模式和经典裕度模式之间切换，其中在快速充电模式中，与传统的裕度模式相比，激活更多的上拉段和更少的下拉段，并且其中在快速放电模式中激活的下拉段和上拉段比传统的裕度模式更多；

比较器，将输出或从输出得到的值与对应于共模电压的第一参考值进行比较；和

控制器，通过根据比较结果将驱动电路切换到快速充电模式或快速放电模式，将输出调整到第一参考值，其中在重新配置之后，控制器将驱动电路切换到传统的裕度模式响应于检测到输出已通过共模电压，并且其中经典裕度模式使输出返回到共模电压。

所述的系统，其中所述控制器包括状态机，所述状态机确定所述比较器使用多个潜在参考值中的哪一个。

所述的系统，还包括：

数模转换器(DAC)，其转换由状态机发送的数字代码，在其中生成比较器使用的参考值。

所述的系统，其中：

发送器装置的输出由来自驱动器电路的多个输出形成；

比较器将从发送器设备的输出得到的值与第一参考值进行比较；和

发送器装置通过对来自驱动器电路的输出求平均来产生从发送器装置的输出导出的值。

所述的系统，其中每个上拉段包括至少一个PMOS转换器。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在图中，在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本发明的一种用于在发射机设备中重建共模的方法的示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

实施例一：

如图1所述，为本发明一种用于在发射机设备中重建共模的方法的示意图，该方法包括：

响应于建立电气空闲状态的请求，感测发射机设备的输出；

将输出或从输出得到的值与第一参考值进行比较，其中第一参考值对应于共模电压；

根据比较结果，重新配置发送器装置中的驱动器电路以根据快速充电模式或快速放电模式操作，其中重新配置将输出调整为共模电压；和

在重新配置之后，响应于检测到输出已经通过共模电压，将驱动器电路切换到传统的裕度模式，其中经典的裕度调节模式使输出返回到共模电压，其中更多的上拉段和更少的下拉段在快速充电模式下被激活而不是传统的裕度模式，并且其中在快速放电模式中激活的下拉段和上拉段比传统的裕度模式更多。

所述的方法，其中每个上拉段包括至少一个PMOS晶体管，并且其中每个下拉段包括至少一个NM OS晶体管。

所述的方法，还包括：

通过将输出或从输出得到的值与第二参考值进行比较来检测输出已通过共模电压，其中如果驱动电路被重新配置为快速充电模式，则第二参考值大于第一参考值如果驱动电路被重新配置为快速放电模式，则其中第二参考值小于第一参考值。

所述的方法，其中，与所述第二参考值的比较发生在从所述驱动器电路被重新配置为快速充电模式或快速放电模式起经过一段时间之后。

所述的方法，其中所述驱动器电路被重新配置为快速充电模式，并且其中重复与所述第二参考值的比较，直到所述输出或从所述输出得到的值大于所述第二参考值。

所述的方法，其中所述驱动器电路被重新配置为所述快速放电模式，并且其中重复与所述第二参考值的比较，直到所述输出或从所述输出获得的值小于所述第二参考值。

所述的方法，还包括：

在重建共模之后，使用比较器检测接收器设备的存在或不存在。

实施例二：

一种用于在发射机设备中重建共模的系统，该系统包括：

接收器设备；和

发送器设备，其中发送器设备输出到连接发送器设备和接收器设备的信道，并且包括：

可重新配置的驱动器电路，其有助于发送器装置的输出，并且可通过选择性地激活驱动器电路的上拉和下拉段来重新配置以在快速充电模式，快速放电模式和经典裕度模式之间切换，其中在快速充电模式中，与传统的裕度模式相比，激活更多的上拉段和更少的下拉段，并且其中在快速放电模式中激活的下拉段和上拉段比传统的裕度模式更多；

比较器，将输出或从输出得到的值与对应于共模电压的第一参考值进行比较；和

控制器，通过根据比较结果将驱动电路切换到快速充电模式或快速放电模式，将输出调整到第一参考值，其中在重新配置之后，控制器将驱动电路切换到传统的裕度模式响应于检测到输出已通过共模电压，并且其中经典裕度模式使输出返回到共模电压。

所述的系统，其中所述控制器包括状态机，所述状态机确定所述比较器使用多个潜在参考值中的哪一个。

所述的系统，还包括：

数模转换器(DAC)，其转换由状态机发送的数字代码，在其中生成比较器使用的参考值。

所述的系统，其中：

发送器装置的输出由来自驱动器电路的多个输出形成；

比较器将从发送器设备的输出得到的值与第一参考值进行比较；和

发送器装置通过对来自驱动器电路的输出求平均来产生从发送器装置的输出导出的值。

所述的系统，其中每个上拉段包括至少一个PMOS晶体管，并且其中每个下拉段包括至少一个NMOS晶体管。

所述的系统，其中，所述控制器被配置为通过将所述比较器设置为将所述输出或从所述输出导出的值与所述第二参考值进行比较来检测所述输出已经通过所述共模电压，其中所述第二参考值如果驱动器电路被重新配置为快速充电模式，则第二参考值大于第一参考值，并且如果驱动器电路被重新配置为快速放电模式，则第二参考值小于第一参考值。

实施例三：

一种用于在发射机设备中重建共模的控制电路，其中，所述控制电路被配置为：

通过选择性地激活驱动器电路的上拉和下拉段，在快速充电模式，快速放电模式和传统裕度模式之间切换发送器设备中的可重新配置驱动器电路，其中更多的上拉段和更少的拉-在快速充电模式下激活下行段而不是传统的裕度模式，并且其中在快速放电模式中激活的下拉段和较少的上拉段比传统的裕度模式激活；

通过将可重配置电路切换到快速充电模式或快速放电模式，将输出调整到共模电压；和

通过响应于检测到输出已经通过共模电压，将驱动电路切换到经典裕度模式，使输出回到共模电压。

所述的控制电路，其中，控制电路被配置为：

基于比较器的输出切换到快速充电模式或快速放电模式，该比较器将发送器设备的输出或从发送器设备的输出导出的值与第一参考值进行比较，其中第一参考值对应于共模电压，并且其中当切换到快速充电模式或快速放电模式时，控制电路将第一参考值改变为第二参考值。

所述的控制电路，其中：

如果将驱动电路重新配置为快速充电模式，则第二参考值大于第一参考值；和

如果将驱动电路重新配置为快速放电模式，则第二参考值小于第一参考值。

所述的控制电路，其中所述上拉段和所述下拉段形成H桥。

所述的控制电路，其中在快速充电模式中，激活足够数量的上拉段，使得如果保持快速充电模式，则输出最终将稳定在发射器设备的轨道电压。

所述的控制电路，其中共模电压是轨电压的一半。

所述的控制电路，其中在快速充电模式中，没有下拉段被激活，并且其中在快速放电模式中，没有激活上拉段。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统或设备等均是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种阶段。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合。可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术的发展许多元素仅是示例而不限制本公开或权利要求的范围。

在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路、过程、算法、结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

此外，尽管每个操作可以将操作描述为顺序过程，但是许多操作可以并行或同时执行。另外，可以重新排列操作的顺序。一个过程可能有其他步骤。此外，可以通过硬件、软件、固件、中间件、代码、硬件描述语言或其任何组合来实现方法的示例。当在软件、固件、中间件或代码中实现时，用于执行必要任务的程序代码或代码段可以存储在诸如存储介质的非暂时性计算机可读介质中，并通过处理器执行所描述的任务。

综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，所述权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (9)

1.一种用于在发射机设备中重建共模的方法，其特征在于，该方法包括：

响应于建立电气空闲状态的请求，感测发射机设备的输出；

将输出或从输出得到的值与第一参考值进行比较，其中第一参考值对应于共模电压；

根据比较结果，重新配置发送器装置中的驱动器电路以根据快速充电模式或快速放电模式操作，其中重新配置将输出调整为共模电压；和

在重新配置之后，响应于检测到输出已经通过共模电压，将驱动器电路切换到传统的裕度模式，其中传统的裕度调节模式使输出返回到共模电压，其中更多的上拉段和更少的下拉段在快速充电模式下被激活而不是传统的裕度模式，并且其中在快速放电模式中激活的下拉段和上拉段比传统的裕度模式更多。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个上拉段包括至少一个PMOS晶体管，并且其中每个下拉段包括至少一个NMOS晶体管。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

通过将输出或从输出得到的值与第二参考值进行比较来检测输出已通过共模电压，其中如果驱动电路被重新配置为快速充电模式，则第二参考值大于第一参考值如果驱动电路被重新配置为快速放电模式，则其中第二参考值小于第一参考值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，与所述第二参考值的比较发生在从所述驱动器电路被重新配置为快速充电模式或快速放电模式起经过一段时间之后。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述驱动器电路被重新配置为快速充电模式，并且其中重复与所述第二参考值的比较，直到所述输出或从所述输出得到的值大于所述第二参考值。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述驱动器电路被重新配置为所述快速放电模式，并且其中重复与所述第二参考值的比较，直到所述输出或从所述输出获得的值小于所述第二参考值。

7.一种用于在发射机设备中重建共模的系统，其特征在于，该系统包括：

接收器设备；和

发送器设备，其中发送器设备输出到连接发送器设备和接收器设备的信道，并且包括：

可重新配置的驱动器电路，其有助于发送器装置的输出，并且可通过选择性地激活驱动器电路的上拉和下拉段来重新配置以在快速充电模式，快速放电模式和传统裕度模式之间切换，其中在快速充电模式中，与传统的裕度模式相比，激活更多的上拉段和更少的下拉段，并且其中在快速放电模式中激活的下拉段和上拉段比传统的裕度模式更多；

比较器，将输出或从输出得到的值与对应于共模电压的第一参考值进行比较；和

控制器，通过根据比较结果将驱动电路切换到快速充电模式或快速放电模式，将输出调整到第一参考值，其中在重新配置之后，控制器将驱动电路切换到传统的裕度模式响应于检测到输出已通过共模电压，并且其中传统裕度模式使输出返回到共模电压。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制器包括状态机，所述状态机确定所述比较器使用多个潜在参考值中的哪一个。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括：

数模转换器(DAC)，其转换由状态机发送的数字代码，在其中生成比较器使用的参考值；

发送器装置的输出由来自驱动器电路的多个输出形成；

比较器将从发送器设备的输出得到的值与第一参考值进行比较；和

发送器装置通过对来自驱动器电路的输出求平均来产生从发送器装置的输出导出的值；每个上拉段包括至少一个PMOS转换器。