CN110463078A - 降低光发射器设备的供电电压 - Google Patents

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CN110463078A CN201780088793.9A CN201780088793A CN110463078A CN 110463078 A CN110463078 A CN 110463078A CN 201780088793 A CN201780088793 A CN 201780088793A CN 110463078 A CN110463078 A CN 110463078A
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Abstract

本文描述的示例涉及降低光发射器设备的电路元件的供电电压的幅度。在一些这样的示例中，所述电路元件是接收第一电数据信号并向将提供光数据信号的光学元件提供第二电数据信号的驱动元件。测试元件将所述光数据信号与第一电数据信号进行比较，以确定所述光发射器设备是否满足性能阈值。当所述设备满足性能阈值时，调节元件将降低所述驱动元件的供电电压的幅度。

Description

降低光发射器设备的供电电压
背景技术
光发射器设备在现代通信技术中起关键作用。光发射器设备可以在供电电压和体偏置电压下操作以接收电数据信号并产生光数据信号。该信号可以例如促进密集波分复用(DWDM)光链路。光发射器设备可以包括诸如驱动元件、测试元件和调节元件之类的元件，以及集成电路。该设备可以能够确定在操作设置集合下操作是否满足性能阈值。
附图说明
在以下参考附图的详细描述中描述了某些示例，其中：
图1是根据本公开的一些示例的光发射器设备的框图。
图2是图1的光发射器设备的框图，包括根据本公开的一些示例的附加特征。
图3A-图3C是图2的光发射器设备的框图，示出了根据本公开的一些示例的附加特征。
图4是图1的光发射器设备的框图，包括根据本公开的一些示例的附加特征。
图5是根据本公开的一些示例的用于降低光发射器设备的供电电压的方法的流程图。
图6是根据本公开的一些示例的用于增加光发射器设备的体偏置电压的方法的流程图。
图7是根据本公开的一些示例的用于确定包括光发射器设备的供电电压的设置和体偏置电压的设置的最后已知良好的设置集合的方法的流程图。
图8A-图8C是根据本公开的示例执行的光发射器设备的性能的示例性图表。
图9是根据本公开的一些示例的集成电路的框图。
图10是图9的集成电路的框图，示出了根据本公开的一些示例的附加特征。
具体实施方式
光发射器设备通过接收电数据信号并且响应地产生能够经由光学介质传输的光数据信号来提供数据信号的通信，通常，光发射器设备可以包括集成电路和电路元件，例如驱动元件、光学元件、测试元件和调节元件。光发射器设备可以在包括设备的电路元件的供电电压的操作设置集合下操作。光发射器设备可以包括多路复用元件以促进波分多路复用(WDM)，从而通过使用光信号的不同波长允许在单个光线路(optical line)上传输多个光信号。这种WDM可以类似于无线电发射器设备如何应用频分复用(FDM)。通常，密集WDM(DWDM)可以指更紧密地间隔波长以增加这种光发射器设备的总信道容量。
这样的光发射器设备或这种设备的集成芯片可以在标称供电电压(nominalsupply voltage)下操作，该标称供电电压可以被设置为用以确保其性能最好地满足性能阈值的最高可能的供电电压。例如，标称供电电压可以由制造商设置或者在集成芯片的制造中设置。然而，在标称供电电压下操作可能要求设备消耗的功率超过其在实际工作条件下满足性能阈值所需的功率。因此，期望在设备的实际操作条件内自适应地降低供电电压，只要它也可以继续满足性能阈值即可。
除了设备的电路元件的供电电压之外，光发射器设备的操作设置集合还可以包括设备的电路元件的体偏置电压(body bias voltage)。体偏置电压可以指由晶体管的源极和主体(body)之间的电压差引起的晶体管的阈值电压的变化。可以通过将晶体管的主体连接到偏置网络而不是电源或接地来实现体偏置电压。可以相对于晶体管从外部或内部源提供这样的体偏置电压。体偏置电压也可以与供电电压无关和/或独立于供电电压进行调节。
本公开中的示例提供降低集成电路和/或光发射器设备的供电电压。在若干这样的示例中，电路接收电数据信号的输入，产生光数据信号的输出，并且当在包括供电电压的操作设置集合下操作时确定其是否满足性能阈值。当它满足性能阈值时，电路会降低供电电压。该设备可以将供电电压降低预定的或设定的幅度值，例如小的减量(decrement)。电路的测试元件可以将光数据信号与电数据信号进行比较，以确定设备是否满足性能阈值。当电路满足性能阈值时，电路的调节元件可以降低供电电压。测试元件可以向调节元件发送指令以引起调节元件降低供电电压。供电电压可以对应于电路的不同电路元件，例如驱动元件。测试元件还可以存储或引起(cause)存储对电路的操作设置集合的每个改变。当电路在操作设置集合下满足性能阈值时，它可以将该集合存储为已知良好的集合。
在若干这样的示例中，电路在以与之前基本上相同的方式降低供电电压之后再次确定其是否仍然满足性能阈值。电路可以继续降低供电电压，例如将其降低减量值，直到电路确定它不满足性能阈值。在若干这样的示例中，当电路在给定供电电压下不满足性能阈值时，电路增加电路的体偏置电压。体偏置电压可以独立于供电电压。该电路可以将体偏置电压增加预定或设定的量值。体偏置电压的这种增加可以允许该电路在给定供电电压下满足性能阈值并且与仅仅增加供电电压相比所导致的总功耗较少。
在若干这样的示例中，电路在以与之前基本相同的方式再次增加体偏置电压之后再次确定它是否再次满足性能阈值。如果是，则电路可以继续降低供电电压。如果不是，则电路可以继续增加体偏置电压，例如将体偏置电压增加增量值，直到它满足性能阈值或者确定它不能满足性能阈值并且它超过例如最大体偏置电压的操作限制。操作限制可以是预定的，或者可以在操作期间确定，包括通过测试元件的测量。在一些这样的示例中，当电路确定其既不满足性能阈值又超过操作限制时，在继续在已知良好的集合操作之前，电路可以恢复包括供电电压设置和体偏置电压设置的已知良好的集合。该电路还可以在恢复已知良好的的集合之后使测试元件失活(inactivate)。该方法有益于电路和/或设备的整体操作，例如通过确定包括供电电压和/或体偏置电压的操作设置的已知良好的集合，其电路和/或设备使用与标称供电电压相比更低的供电电压和/或更低的总功耗继续满足性能阈值。以这些方式和其他方式，本文描述的示例可以改善集成电路和/或光发射器设备的操作。
参考以下附图描述本公开的示例。除非另有说明，否则附图及其随附的描述是非限制性的，并且没有元件是任何特定示例的特征。在这方面，来自一个示例的特征可以自由地并入其他示例中而不脱离本公开的精神和范围。
参考图1描述用于本公开的光发射器设备。在这方面，图1是根据本公开的一些示例的光发射器设备100的框图。光发射器设备100包括驱动元件104、光学元件106、测试元件108和调节元件110，它们可以以任何合适的组合连接并且在任何尺寸、形状、配置和材料的光发射器设备100内。光发射器设备100可以包括数字和模拟元件的组合以及其他元件的任何组合，包括适合于集成电路的其他元件。光发射器设备100可以操作以促进光链路，包括密集波分复用(dense-wavelength division multiplexing，DWDM)光链路。光发射器设备100可以在操作设置集合下操作，该设置可以在设备100的元件之间不同。设备100可以允许每个和/或任何所示元件的设置独立于每个和/或任何其它所示元件进行调节。该操作设置集合可以包括设备100的供电电压的设置和/或体偏置电压的设置。
驱动元件104示出了可以接收第一电数据信号112并向光学元件106提供第二电数据信号114的任何尺寸、形状和配置的合适元件。如图1所示，第一电数据信号112可以既运行至驱动元件104也运行至测试元件108。驱动元件104可以在包括供电电压(VS)112和/或体偏置电压的设置集合下操作。虽然示出为单个实体，但驱动元件104可包括单个电路元件、多个分立(discrete)电路元件或其任何排列。在各种示例中，驱动元件104可以包括各种形式，例如放大器、滤波器、均衡器和/或使输入电数据信号成形(shape)的其他合适形式，每个形式可以接收输入电数据信号并输出成形的(shaped)电数据信号。如图1所示，驱动元件104可以耦合到光学元件106和输入线，以及光发射器设备100的其他元件，例如测试元件108和调节元件110。当驱动元件104包括多个电路元件时，多个电路元件中的每个电路元件可以接收输入电信号，可以输出成形的电信号，和/或可在独立于任何和/或所有其他电路元件的供电电压的供电电压下操作。
驱动元件104可以与光发射器设备100的其他合适设置一起操作，包括抽头比率(tap ratio)、通带、成形因子(shape factor)、相位因子和/或适合于滤波器的其他设置和/或频率范围、权重和/或适用于均衡器和/或放大器的其他设置。这些设置可以与供电电压122无关，并且独立于供电电压122和/或彼此进行调节。
光学元件106示出了任何尺寸、形状和配置的合适元件，其可以从驱动元件104接收第二电数据信号114并且可以响应地提供光数据信号116。如图1所示，光数据信号116可以运行到测试元件108以及到输出线两者。虽然示出为单个实体，但是光学元件106可以包括单个电路元件、多个分立电路元件或其任何排列。在各种示例中，光学元件106可以包括各种形式，诸如微环(microring)和/或其他合适的调制器元件、加热器和/或其他合适的控制元件、光电检测器和/或其他合适的转换器元件、和/或其他合适的处理光信号的元件。光学元件106可以耦合到驱动元件104以及光发射器设备100的其他元件，例如测试元件108和调节元件110。如由图1的分界线所示，光学元件106可以在独立于驱动元件和/或光发射器设备100的其他元件的供电电压(VS)122的电压下操作。当光学元件106包括多个电路元件时，多个电路元件中的每个电路元件可以独立地耦合到其他电路元件，并且可以在独立于任何和/或所有其他电路元件的供电电压下操作。
测试元件108示出了可以将光数据信号116与第一电信号112进行比较以确定光发射器设备100是否满足性能阈值的任何尺寸、形状和配置的合适元件。虽然在图1中用直线示出，但在其他电路元件放大或以其他方式修改光数据信号116之后，测试元件108可以从光学元件106接收光数据信号116。在一些示例中，其他电路元件将光数据信号116转换为电数据信号，并且在测试元件108接收光数据信号116之前，放大所得到的电数据信号。虽然示出为单个实体，但测试元件108可包括单个电路元件、多个分立元件或其任何排列。在各种示例中，测试元件108可以包括各种形式，诸如内置自测试器(BIST)、误码率(BER)测试、和/或可以将信号与性能阈值进行比较的其他合适形式。测试元件108可以耦合到驱动元件104和/或光学元件106，以及耦合到光发射器设备100的其他元件，包括调节元件110。测试元件108可以在独立于驱动元件104和/或光发射器设备100的其他元件的供电电压(VS)122的电压下操作。当测试元件108包括多个电路元件时，多个电路元件中的每个电路元件可以独立地耦合到其他电路元件，并且可以在独立于任何和/或所有其他电路元件的供电电压下操作。
测试元件108可以通过任何合适的比较测试将光数据信号116与第一电信号112进行比较，比较测试包括数据速率、误码率(BER)和消光比(extinction ratio，BR)中的一个或多个。测试元件108可以将光数据信号116与由存储设备存储的第一电信号112进行比较。在本公开的若干示例中，当这样的比较测试失败时，测试元件108确定光发射器设备100不满足性能阈值。测试元件108还可以独立于它如何接收光数据信号116来测量光发射器设备100的性能阈值和/或操作限制。测试元件108可以包括在其操作期间促进这些或其他合适的操作的处理器。
调节元件110示出了可以引起驱动元件104的供电电压122的幅度降低的任何尺寸、形状和配置的合适元件。在本公开的若干示例中，当光发射器设备100满足性能阈值时，调节元件110引起驱动元件104的供电电压122的幅度(magnitude)的降低。虽然示出为单个实体，但是调节元件110可以包括单个电路元件、多个分立电路元件或其任何排列。在各种示例中，调节元件110包括各种形式，例如电压调节器、低压差(LDO)调节器和/或调节电压幅度的其他合适形式。调节元件110可以耦合到驱动元件104，以及光发射器设备100的其他元件，例如测试元件108和光学元件106。当调节元件110包括多个电路元件时，多个电路元件中的每个电路元件可以独立地耦合到其他电路元件，并且可以在独立于其他电路元件的供电电压下操作。当驱动元件104包括多个组件时，每个组件在供电电压下操作，调节元件110可以能够独立于其他组件和/或其他电路元件的供电电压降低每个组件的供电电压的幅度。
调节元件110可以通过任何合适的控制方法引起驱动元件104的供电电压122的幅度的降低。虽然在图1中用直线示出，但调节元件110可以经由修改或以其他方式向驱动元件104发送指令、效果或由调节元件110直接控制的操作的其他电路元件引起驱动元件104的供电电压122的幅度降低。调节元件110可以与测试元件108协作以降低供电电压122，并且这还可以包括通过调节元件110、测试元件108和/或其他合适的电路元件中的任何一个来改变光发射器设备100的一个或多个其他设置。
光发射器设备100可以包括在集成电路内的图1所示的元件。光发射器设备100包括在互补金属氧化物半导体(CMOS)芯片上制造的一个或多个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，以实现数字逻辑电路和/或促进与图1所示的电路元件的光学链路。通常，MOSFET可以包括诸如栅极、主体、源极和漏极的端子。CMOS芯片可以在单个衬底内组合互补的MOSFET，例如n沟道MOSFET(NMOS)和p沟道MOSFET(PMOS)，例如作为CMOS反相器，其中NMOS和PMOS连接到栅极和漏极。通常，光发射器设备100的集成电路可以表征为在工作频率(operating frequencey)fop、供电电压VDD和给定寄生电容Cpar下操作时消耗动态功率P，其中，电路的晶体管在阈值电压Vth、漏极电流IDS、供电电压VGS、体偏置电压VBS和工作速度VC下操作。电路消耗的动态功率P与电路的这些特性有关，符合下列公式：
P∝Cpar·VDD 2·fop (1)
IDS∝(VGS-Vth)α (3)
通常，CMOS芯片可以使用高工作频率fop作为高速电路操作，高速电路包括作为可以促进DWDM光链路的电路。在本公开的若干示例中，光发射器设备100可以包括以10GHz或更快的速度运行的CMOS芯片，以作为具有图1所示元件的高速电路操作。由于高工作频率fop，动态功率P可以占这种高速电路中总功耗的99％或更多，使得晶体管的漏极和/或基板处的泄漏功率损耗可以忽略不计。如等式(1)所示，电路可以通过降低电路的供电电压VDD来降低其在给定工作频率fop下的动态功率P的消耗。与电路可在操作中变化的供电电压VDD相反，寄生(parasitic)电容Cpar可取决于在电路制造期间设定的因素，例如CMOS芯片设计和/或晶体管的掩蔽(masking)质量。
然而，如等式(2)-(3)所指示的，晶体管的漏极电流IDS可以随着供电电压VGS的降低而降低，并且这可能影响晶体管和/或电路的操作速度VC，其表示对给定寄生电容Cpar的充电/放电时间。如等式(3)所示，电路可以降低晶体管的阈值电压，从而在较低的供电电压VGS下维持操作速度VC。最后，如等式(4)所指示的，阈值电压Vth可取决于晶体管的体偏置电压VBS。因此，电路可以增加体偏置电压VBS以维持漏极电流IDS和操作速度VC，同时降低供电电压VGS，因为体偏置电压VBS的增加可能导致阈值电压Vth的降低。以这种方式，电路可以在较低的供电电压VDD和/或较小的总体消耗的动态功率P下继续满足性能阈值。
当电路以这种方式增加可用的体偏置电压VBS时，其操作所引发的结果成本可能是晶体管的漏极和/或源极处的泄漏电流的增加。然而，如上所述，该增加在高速电路中可能仍然是可忽略的水平，因为泄漏电流的总量可能占标称供电电压下总功率使用的不到1％。因此，电路可以具有这样的范围：在泄漏电流可能影响性能使得其引起电路的性能阈值失效和/或超过操作限制之前，电路可以在此范围上增加体偏置电压。因此，电路可以将体偏置电压增大到工作范围(operating range)的最大值。
参考图2讨论本公开的更多示例。在这方面，图2是图1的光发射器设备100的框图，包括根据本公开的一些示例的附加特征。详细地说，图2示出了光发射器设备100，其中驱动元件104也在体偏置电压(VB)124下操作。调节元件110在阈值电压(VT)130下操作，和/或测试元件108耦合到存储设备108-A。
驱动元件104可以同时在供电电压122和体偏置电压124下操作。体偏置电压124可以独立于供电电压122和/或光发射器设备100的其他电压。类似地，调节元件110可以独立于驱动元件104的供电电压122的幅度引起体偏置电压124的幅度的降低，和/或它可以独立于驱动元件104的体偏置电压124的幅度，引起供电电压122的幅度的降低。
调节元件110可以接收来自测试元件108的指令，该指令引起调节元件110降低供电电压122的幅度和/或增加驱动元件104的体偏置电压124的幅度。在本公开的各种示例中，调节元件110接收来自测试元件108的指令，以在光发射器设备100满足性能阈值时引起供电电压122的幅度降低；或者，当光发射器设备100不满足性能阈值时，调节元件接收来自测试元件108的指令以引起体偏置电压124的幅度增加。尽管在图2中示出为直线，但测试元件108可以沿着促进通信耦合的任何合适的电路元件路径与调节元件110通信。
调节元件110的阈值电压130可以独立于驱动元件104的供电电压122和/或体偏置电压124和/或光发射器设备100的其他电压。在本公开的各种示例中，调节元件110接收来自测试元件108的指令以修改阈值电压130，这引起调节元件110降低供电电压122的幅度和/或增加体电压偏置电压124的幅度。在本公开的各种示例中，调节元件110是在阈值电压130的设置下操作的低压差(LDO)调节器。阈值电压130可以是对调节元件110的晶体管的输入。
存储设备108-A示出了任何大小、形状、格式和配置的合适元件，其可以存储第一电数据信号112、光数据信号116和/或光发射器设备100的包括供电电压122的设置和体偏置电压124的设置的其他合适设置，设备100的驱动元件104在该设置下操作以产生光数据信号116。虽然在图2中示出为直线，但存储设备108-A可以沿着促进通信耦合的任何合适的电路元件路径与测试元件108通信。存储设备108-A可以是任何类型、格式和配置的合适的数据存储元件，包括诸如闪存和/或只读存储器(ROM)的非易失性存储器，诸如CPU高速缓冲存储器和/或随机存取存储器(RAM)的易失性存储器和/或其他合适的设备以使能信息存储。
测试元件108可以包括或耦合到存储设备108-A以存储和/或检索信息，包括设备100在其下操作的设置集合。在本公开的若干示例中，测试元件108将设备100产生的每个光数据信号116与设备在其下操作的相应设置集合一起存储到存储设备108-A中。类似地，测试元件108还可以存储对设备100的设置集合的每个改变。当光发射器设备100在该设置集合操作时满足性能阈值时，可以将该设置集合存储为已知良好的集合。本公开的若干示例中，当光发射器设备100不满足性能阈值并且设备100超过操作限制时，测试元件108在设备100继续使用已知良好的集合操作之前从存储设备108-A检索已知良好的集合。测试元件108可以存储在设备100的操作期间进行的测量。
参考图3A-图3C讨论本公开的其他示例。在这方面，图3A-图3C是图2的光发射器设备100的框图，示出了根据本公开的各种示例的附加特征。图3A-图3C中示出的附加特征可以在光发射器设备100中以其任何排列组合，包括省略或添加。详细地，图3A示出了图2的光发射器设备100，其中图2的体偏置电压124包括p型或正体偏置电压(positive body biasvoltage，VPB)124-A和n型或负体偏置电压(VPN)124-B；图3B示出了图2的光发射器设备100，其中图2的驱动元件104包括第一驱动组件104-1和第二驱动组件104-2；并且图3C示出了图2的光发射器设备100，其中调节元件110调节独立于驱动元件104的电路元件302的供电电压322和/或体偏置电压324，和/或其中测试元件108独立于调节元件110和/或独立于驱动元件104，控制光发射器设备100的设置。
参考图3A，驱动元件104的体偏置电压124可以包括p型或正体偏置电压(VBP)124-A和n型或负体偏置电压(negative body bias voltage，VPN)124-B。如上面参考图1所讨论的，正体偏置电压124-A可以独立于驱动元件104的负体偏置电压124-B和/或设备100的其他电压。类似地，调节元件110可以引起正体偏置电压124-A的幅度独立于驱动元件104的负体偏置电压124-B而增加和/或降低，并且/或者它可以引起负体偏置电压124-B的幅度独立于驱动元件104的正体偏置电压124-A而增加和/或降低。在本发明的各种示例中，驱动元件104包括具有对应于PMOS的p型或正体偏置电压(VBP)124-A和对应于NMOS的n型或负型体偏置电压(VBN)124-B的CMOS电路，使得调节元件110可以以这种方式调节CMOS电路的PMOS和NMOS中的一个，或者两者。
参考图3B，驱动元件104可以包括多个合适的驱动组件，每个驱动组件可以在独立于彼此和/或独立于设备100的其他元件的供电电压和/或体偏置电压的情况下操作。如关于图1中的驱动元件104所讨论的，合适的驱动组件可以包括放大器、滤波器、均衡器和/或其他合适的形式，其使输入电数据信号成形，以其任何合适的排列布置。在本公开的若干示例中，驱动元件104包括：作为第一驱动组件104-1的放大器，其在供电电压122-1和体偏置电压124-1以及有限脉冲响应(FIR)下操作；或作为第二驱动组件104-2的滤波器或前馈均衡器(FEE)，其在供电电压122-2和体偏置电压124-2下操作，布置成使得第一电数据信号112从第一驱动组件104-1传递到第二驱动组件104-2。类似地，调节元件110可以引起第一驱动组件104-1的供电电压122-1的幅度和/或体偏置电压124-1的幅度独立于第二驱动组件104-2的供电电压122-2和/或体偏置电压124-2而改变，和/或它可以引起第二驱动组件104-2的供电电压122-2的幅度和/或体偏置电压124-2的幅度独立于第一驱动组件104-1的供电电压122-1和/或体偏置电压124-1而改变。
参考图3C，调节元件110可以引起独立于驱动元件104的供电电压122和体偏置电压124的、电路元件302的供电电压322的降低和/或体偏置电压324的增加。在本公开的若干示例中，驱动元件104从电路元件302(例如多路复用元件)接收第一电数据信号112，该电路元件302独立于驱动元件104，在供电电压322和体偏置电压324下操作。调节元件可以以与其调节驱动元件104基本相同的方式调节电路元件302。
类似地，测试元件108可以独立于调节元件110控制或改变设备100的设置。该设置可以独立于驱动元件104。在本公开的若干示例中，测试元件108直接地控制驱动元件104的设置和/或它直接控制光学元件108的设置，而不需要对调节元件110或任何其他元件的指令。虽然在图3C中使用直线示出了控制，但是测试元件108可以利用促进这种控制的任何合适的路径来控制设备100的设置。
参考图4讨论本公开的其他示例。在这方面，图4是图1的光发射器设备100的主体框图，包括根据本公开的各种示例的附加特征。图4中示出的附加特征可以在光发射器设备100中以其任何排列组合，包括省略或添加。详细地，图4示出了光发射器设备400，其中第一电数据信号112包括一组n个数据流401-1到401-n，它们被来自输入电数据信号401的分频器(divider)401-k分开；其中，图1的光学元件106包图1包括微环调制器106-1、加热元件106-2和/或光电探测器106-3；以及/或者其中测试元件108在其修改之后，从图1的光学元件106接收光数据信号116，例如通过使用另一个电路元件407对其进行修改。
多路复用元件402示出了任何大小、形状和配置的合适元件，其可以接收和处理输入电数据信号401的n个数据流401-1到401-n集合以提供第一电数据信号。在本公开的若干示例中，输入电数据信号401在被光发射器设备400的多路复用元402件接收之前被分频器401-k分成n个数据流401-1到401-n集合，并且多路复用元件402通过将输入电信号401的n个数据流集合多路复用到两个输出线之一，即高压线和低压线，将第一电信号112提供给驱动元件104。的输入数据信号401和/或n个数据流集合的每个数据流401-1到401-n也可以运行到测试元件108。测试元件108可以将这些数据流中的每一个存储在存储设备108中。
图1的光学元件106可以包括微环调制器106-1、加热器106-2和/或光电检测器106-3。微环调制器106-1可以是在闭环内传播包括圆形波导的信号的任何形状、尺寸和材料的合适跑道。微环调制器106-1可以在谐振波长处表现出谐振。微环调制器106-1可以定位在附近的波导足够近，使得在微环调制器106-1中传播的信号可以在某些条件下耦合到附近的波导。微环调制器106-1由此可以输出光数据信号116。在微环调制器106-1中以共振波长传播的信号可以通过光耦合在附近的波导中产生渐逝波，更一般地称为渐逝波耦合。相反，在微环调制器106-1中以非共振波长传播的信号可以在没有光耦合的情况下继续在微环调制器106-1中无阻碍地传播。因此，微环调制器106-1可以以中心频率为中心的通带进行操作。通带的中心频率可以是谐振波长。
因此，微环调制器106-1可以通过允许通带外的数据信号继续在微环调制器106-1中无阻碍地传播而作为陷波滤波器操作，而通带内的数据信号耦合出微环调制器106-1并进入附近的波导。作为陷波滤波器的微环调制器106-1的这种操作可以由信号传递函数来表征。具有微环调制器106-1的图1的光学元件106可以在与光发射器设备100的其他元件的电压域分开的电压域中操作。例如，图4示出了在驱动元件104和微环调制器106-1的两个电路元件之间使用隔离电容器，以使能单独的电压域。
可以通过改变微环调制器106-1的有效折射率来调谐(tune)微环调制器106-1的谐振波长。改变微环调制器106-1的一部分的温度可导致有效折射率的这种改变。类似地，可以通过改变微环调制器106-1的谐振波长来调谐陷波滤波器的中心频率和通带宽度。
加热器106-2示出了任何形状、尺寸和材料的合适元件，以加热微环调制器106-1的一部分和/或便于改变陷波滤波器的谐振波长、中心频率和/或通带宽度。在本公开的若干示例中，加热器106-2将热量应用到微环调制器106-1的一部分以选择微环调制器106-1通过光耦合到附近的波导输出的光数据信号116的波长。加热器106-2的设置可以根据控制过程操作。在本公开的若干示例中，测试元件108控制加热器106-2的设置以调谐微环调制器106-1的谐振波长以匹配输入电信号401的n个数据流集合的波长，所述输入电信号401的n个数据流集合已经被多路复用元件402接收并且多路复用元件402从其提供第一电信号112到驱动元件104。
光电探测器106-3示出了检测光数据信号116并将其转换成电数据信号的任何形状、尺寸和材料的合适元件。在本公开的若干示例中，在光电检测器106-3将其转换为电数据信号之后，测试元件108接收光数据信号116。类似地，光数据信号116和/或相对应的电数据信号可以在测试元件108接收它之前由任何形状、尺寸和材料的合适电路元件107进行修改。在本公开的各种示例中，跨阻抗放大器(transimpedance amplifier，TIA)在测试元件108接收电数据信号之前处理和/或增强电数据信号。
测试元件108可以缓冲和/或重新组织其接收的输入电信号401的n个数据流的集合，例如通过使用存储设备108-A。类似地，测试元件108可以缓冲和/或重新组织它接收的一系列光数据信号116，以便将每个光数据信号116与输入电信号401的数据流匹配。在本公开的若干示例中，测试元件108在其将光数据信号116与匹配该波长的输入电信号401的相关部分进行比较之前，将其接收的光数据信号116的波长作为转换的电数据信号进行匹配，以确定该设备是否满足性能阈值。
参考图5示出用于降低光发射器设备的供电电压的方法的示例。在该方面，图5是根据本公开的一些示例的用于降低光发射器设备的供电电压122的方法500的流程图。应当理解，方法500的描述是非限制性的，并且可以在方法500中添加和省略步骤而不脱离本公开。除非另有说明，否则方法500的过程可以以任何顺序执行，包括由光发射器设备100的一个或多个元件同时执行。通常，方法500同样适用于图1的光发射器设备100、图2和/或图3A-图3C的光发射器设备200、图4的光发射器设备400和/或任何其他合适的电路和/或设备，用于接收电数据信号并响应地产生光数据信号。
在框504中，光发射器设备接收电数据信号。对于参考图1和/或图2的示例，光发射器设备100和/或200在驱动元件104处接收第一电数据信号112。在参考图4的一些示例中，光发射器设备400接收从输入电信号401划分的n个数据流集合401-1到401-n。
在框506中，光发射器设备通过存储设备存储电数据信号。对于参考图1的示例，测试元件108可以将电数据信号存储在它包括的存储设备中，例如存储在缓冲存储器中。对于参考图2和/或图4的示例，测试元件108可以与存储设备108-A通信以存储它接收的输入电信号401的集合的每个数据流401-1到401-n，和/或它接收的输入电信号401。
在框508中，光发射器设备响应于电数据信号产生光数据信号，其中光发射器设备的元件在第一供电电压和第一体偏置电压下操作。在参考图1和/或图2的一些示例中，光发射器设备100和/或200可以响应于第一电信号112产生光数据信号116。在参考图4的一些示例中，光发射器设备400可以响应于n个数据流的集合401-1到401-n产生光数据信号116，n个数据流的集合401-1到401-n从输入电信号401划分而来并且由在供电电压322和体偏置电压324下操作的多路复用元件402接收。光发射器设备可以在供电电压和体偏置电压的初始和/或默认设置下初始化其操作。在本公开的若干示例中，初始和/或默认设置基于光发射器设备的制造商或先前对光发射器设备的操作的测试来满足性能阈值。
在参考图4的一些示例中，n个数据流的集合401-1到401-n中的每个数据流401-1、401-2等可以对应于光数据信号116，使得光发射器设备400可以执行n次方法500。在一些示例中，图4的光数据信号116可以被理解为包括n个数据流集合中的每个数据流，其可以由光学元件106以任何顺序输出。
在框510中，光发射器设备将光数据信号与电数据信号进行比较以确定光数据信号是否满足性能阈值。在本公开的若干示例中，测试元件108将它从光学元件106接收的光数据信号116与由光发射器设备接收的第一电数据信号进行比较。如上文参考图1所讨论的那样，测试元件108可以应用任何合适的比较测试，包括数据速率、误码率(BER)和/或消光比(ER)。在参考图4的一些示例中，当测试元件108接收并存储输入电信号401的n个数据流的集合401-1到401-n时，测试元件108可以首先执行光数据信号到n个数据流集合的波长匹配，以促进将光数据信号116与光发射器设备400接收的电信号401的相应部分进行比较。测试元件108可以分别比较该集合的每个数据流，或者它可以将光数据信号116存储为输出的集合，然后通过波长匹配将输出集合重新组织到数据流401-1到401-n。
在框512中，当光发射器设备满足性能阈值时，光发射器设备引起设备的元件(例如，如框508中所确定的)在幅度低于第一供电电压的第二供电电压下操作，并且继续在第一体偏置电压操作，例如，如框510中所确定的。在参考图1的一些示例中，调节元件110可以引起驱动元件104的供电电压122的幅度降低。在参考图2和/或图4的一些示例中，测试元件108可以向调节元件110发送指令130，引起调节元件110引起驱动元件104的供电电压122的幅度降低。第二供电电压可以低于第一供电电压的减量幅度，其中减量幅度是预设的和/或由光发射器设备确定。在一些示例中，在设备在那些设置下继续操作之前，设备降低第一供电电压的幅度并且同时改变第一体偏置电压的幅度，例如将第一体偏置电压增加到第二体偏置电压。
参考图6详细描述其他示例。在这方面，图6是根据本发明的一些示例的增加光发射器设备的体偏置电压的方法600的流程图。如关于图5的方法500所述，应当理解，方法600的描述是非限制性的，可以在方法600中添加和省略步骤而不脱离本公开。除非另有说明，否则，方法600的过程可以以任何顺序执行，包括同时由光发射器设备的一个或多个元件执行。通常，方法600同样适用于图1的光发射器设备100、图2和/或图3A-图3C的光发射器设备200、图4的光发射器设备400、和/或用于接收电信号并响应地发送光信号的任何其他合适的设备。
方法600的框604、606、608、610和612可以涉及每个分别基本上类似于方法500的对应框504、506、508、510和512的过程的过程。参考框604，光发射器设备接收电数据信号。这可以基本上如图5的框504中所描述的那样执行。参考框606，光发射器设备的存储设备存储电数据信号。这可以基本上如图5的框506中所描述的那样执行。参考框608，光发射器设备响应于电数据信号产生第一光数据信号，并且其中元件在第一供电电压和第一体偏置电压下操作。这可以基本上如图5的框508中所描述的那样执行。参考框610，光发射器设备将第一光数据信号与存储设备的电数据信号进行比较，以确定第一光数据信号是否满足性能阈值。这可以基本上如图5的框510中所描述的那样执行。参照框612，当光发射器设备满足性能阈值时，光发射器设备引起设备的元件在幅度低于第一供电电压的第二供电电压下操作(例如在模拟器608中确定的)，并继续在第一体偏置电压下操作(例如在框610中确定的)。这可以基本上如图5的框512中那样执行。
在框614中，光发射器设备产生第二光数据信号，其中光发射器设备的元件在第二供电电压(例如在框612中确定的)以及第一体偏置电压下操作。第二光数据信号也可以基于框604的电数据信号，或者它可以基于由设备接收的类似于框604的电数据信号的新电数据信号，以与关于框604的电数据信号描述的基本上相同的方式。该设备可以以基本上如在框610中关于第一光数据信号描述的方式产生第二光数据信号。
在框616中，光发射器设备将第二光数据信号与存储设备的电数据信号进行比较，以确定第二光数据信号是否满足性能阈值。这可以基本上如框610中关于第一光数据信号所描述的那样执行。
在框618中，当光发射器设备不满足性能阈值时，光发射器设备引起设备的元件在幅度大于第一体偏置电压的第二体偏置电压下操作(例如框608中所确定的)，并且继续在第二供电电压下操作(例如在框616中确定的)。这可以基本上以类似于在框612中关于降低供电电压所描述的方式执行，或者它可以以不同的方式执行，例如对设备的元件的直接指令。
在框620中，光发射器设备产生第三光数据信号，其中光发射器设备的元件以第二供电电压(例如如框612中所确定的)以及第二体偏置电压(例如在框618中确定的)操作。光发射器设备可以基本上如框614中关于第二光数据信号和/或框608中关于第一光数据信号所描述的方式产生第三光数据信号。
在框622中，光发射器设备将第三光数据信号与存储设备的电数据信号进行比较，以确定第三光数据信号是否满足性能阈值。这可以基本上如框616中关于第二光数据信号和/或框610中关于第一光数据信号所描述的那样执行。
在框624中，当第三光数据信号满足性能阈值时，光发射器设备存储包括设备的已知良好的供电电压和已知良好的体偏置电压的最后已知良好的设置集合，例如如在框622中确定的那样。这可以基本上以与存储框606的关于电数据信号所描述的类似的方式执行。最后已知良好的设置集合可以包括设备的独立于电压设置的设置。
在框626中，光发射器设备响应于确定后续光数据信号不满足性能阈值来验证设备是否已超过包括元件的最大体偏置电压的性能的操作限制。操作限制可以由设备以类似于在框610、616和/或622中确定设备是否满足性能阈值的方式预设和/或确定。参考图1、图2和/或图4，测试元件108可以验证设备的操作限制。在本公开的一些示例中，测试元件通过测量独立地验证操作限制。例如，测试元件可以测量设备的元件处的泄漏电流。
在框628中，当设备已经超过性能的操作限制时(例如如框626中所确定的)，光发射器设备调用最后已知良好的设置的集合(例如如在框624中所存储的)。参考图1，测试元件108可以从其包括的存储设备(例如缓冲存储器)中调用最后已知良好的设置的集合。参考图2和/或图4，测试元件108可以从存储设备I08-A中调用该最后已知良好的设置集合。
在框630中，光发射器设备通过在最后已知良好的设置下操作的设备100的元件继续执行。该设备还可以使设备的测试元件失活以节省功率并改善性能。参考图1、图2和/或图4，在设备恢复已知良好的设置之后(如框628)，测试元件108可以进入最小功率使用的待机模式。
参考图7进一步详细描述其他示例。在这方面，图7是根据本公开的一些示例的用于确定包括光发射器设备的供电电压的设置和体偏置电压的设置的最后已知良好的设置集合的方法的流程图。如关于图5的方法500和/或图6的方法600所指出的那样，应当理解，方法700的描述是非限制性的，可以向方法700添加和从方法700省略步骤而不脱离本公开。除非另有说明，否则方法700的过程可以以任何顺序执行，包括同时由光发射器设备的一个或多个元件执行。通常，方法700同样适用于图1的光发射器设备100、图2和/或图3A-图3C的光发射器设备200、图4的光发射器设备400、和/或用于接收电信号并响应地发送光信号的任何其他合适的设备。
方法700的框704、706、708和710可以涉及每个分别基本上类似于方法500的对应框504、506、508和510和/或分别类似于方法600的对应框604、606、608和610的过程的过程。参考框704，光发射器设备接收电数据信号。这可以基本上如图5的框504和/或图6的框604中所描述的那样执行。参考框706，光发射器设备的存储设备存储电数据信号。这可以基本上如图5的框506和/或图6的框606中所描述的那样执行。参考框708，光发射器设备响应于电数据信号并且通过在供电电压的设置和体偏置电压的设置下操作的光发射器设备的元件，产生光数据信号。这可以基本上如图5的框508和/或图6的框608中所描述的那样执行。参考框710，光发射器设备将第一光数据信号与存储设备的电数据信号进行比较。这可以基本上如图5的框510和/或图6的框610中所描述的那样执行。
在框720中，设备基于确定其是否满足性能阈值来确定是继续到框722和724还是到框726。当设备满足性能阈值时，它可以进行到框722和724。当设备不满足性能阈值时，它可以进行到框726。它可以基于如框710中的比较进行确定，和/或以与图5的框510和/或图6的框610中描述的方式基本相同的方式。
在框722中，设备存储设备的包括设备元件的供电电压设置和体偏置电压设置的最后已知良好的设置集合。这可以以类似于框706的存储电数据信号的方式和/或以与图6的框624中的存储设置基本相同的方式来执行。
在框724中，该设备将元件的供电电压从第一幅度降低到第二幅度，这可以以与图5的框512和/或图6的框612基本相同的方式执行。如图7所指示的，方法700可以从框724返回到框708，通过在降低的供电电压的设置下操作的元件产生光数据信号。方法700可以从框708继续，并且它可以继续从框724返回到框708，直到设备可以确定设备不满足性能阈值，如框720中那样，使得其然后可以从框720继续到框726，而不是返回框724。
在框726中，设备验证设备是否未超过包括最大体偏置电压的性能的操作限制。这可以以与图6的框626中基本相同的方式执行。
在框728中，设备基于验证其是否未超过操作限制来确定是进行到框730还是进行到框740。当设备没有超过操作限制时，它可以进行到框730。当设备超过操作限制时，它可以进行到框740。它可以基于如在框726中的验证进行确定，和/或以与图6的框626中描述的方式基本相同的方式。
在框730中，设备将元件的体偏置电压从第一幅度增加到第二幅度。这可以以与图6的框618中基本相同的方式执行。如图7所示，方法700可以从框730返回到框708，通过在增加的体偏置电压的设置下操作的元件产生光数据信号。方法700可以从框708继续，并且它可以继续从框730返回到框708，直到设备可以确定设备超过操作限制(如在框728中)，使得它然后可以从框728继续到框740，而不是返回到框730。
类似于以上关于框724所观察到的，方法700可以从框730返回到框708，并且然后继续如框720中那样确定其满足性能阈值，使得其继续到框722和724，而不是返回到框726。以这种方式，设备可以继续降低供电电压(如在框724中)，并且增加体偏置电压(如在730中)，直到设备既不能满足操作阈值(如在框720中)，也超过操作限制(如在框728中)为止。性能阈值和操作限制可以是等同的或不同的。例如，性能阈值可以基于产生的光数据信号，而操作限制可以是操作期间设备的测量值。在本公开的若干示例中，测试元件在操作期间既确定设备是否满足性能阈值又验证其是否超过操作限制。
在框740中，当设备确定设备已超过操作限制时(如在框728中)，设备调用最后已知良好的设置集合。这可以以与图6的框628中基本相同的方式执行。
在框742中，设备继续使用该最后已知良好的设置集合进行操作。最后已知良好的设置的集合包括设备元件的供电电压的已知良好的设置和体偏置电压的已知良好的设置。因此，通过执行方法700，光发射器设备可以确定已知良好的设置的集合，在该设置下操作将设备的元件的供电电压从初始和/或标称幅度降低到较低幅度。
图8A-图8C是根据本公开的示例执行的光发射器设备的性能的示例性图表。在这方面，图8A是光发射器设备的示例眼图；图8B示出了光发射器设备的示例漏极电流；以及图8C绘制光发射器设备的示例泄漏电流。一般而言，图8A-图8C的示例图表同样适用于图1的光发射器设备100、图2和/或图3A-图3C的光发射器设备200、和/或图4的光发射器设备400，和/或执行图5的方法500、图6的方法600、和/或图7的方法700。在图9A-图9C的示例图表中，光发射器设备包括在以25Gb/s操作的CMOS反相器上的400nm宽和40nm长的PMOS。CMOS反相器可以使用双阱CMOS技术。CMOS反相器可以改变p型或正体偏置电压，例如，PMOS的体偏置电压，而不改变n型或负体偏置电压，例如，NMOS的体偏置电压。
参考图8A，可以通过眼图来表征根据本公开的示例执行的光发射器设备的操作。眼图可以表示示波器显示器，其中重复采样电数据信号以创建眼图的垂直输入，而数据速率创建眼图的相应水平扫描。眼图可以指示对应于电数据信号的信息集合，其可以促进在包括供电电压、体偏置电压和/或工作频率的设备的操作设置集合下，预测包括诸如定时变化、抖动和/或失真的误差的光发射器设备的性能。在图8A-1的上图和图8A-2的下图两者中，绘制的瞬态时间是50ns。但是，在图8A-1中，CMOS反相器使用0.9V的标称供电电压，0V的正体偏置电压和45μW的总功耗。相比之下，在图8A-2的下图中，CMOS反相器使用0.6V的降低的供电电压，-0.6V的正体偏置电压和17μW的总功耗。图8A的上表和下表指示光发射器设备的性能可以在较低供电电压和/或功率使用减少时保持可比较。因此，光发射器设备的CMOS反相器可通过降低供电电压的幅度并将p型或正体偏置电压的幅度增加到0.6V的体偏置电压的范围内来节省超过其功耗的50％。
参考图8B，根据本公开的示例执行的光发射器设备的操作可以通过针对用于元件的不同幅度的p型或正体偏置电压的元件的供电电压绘制设备的元件的漏极电流来表征。如关于图1所讨论的，漏极电流IDS影响CMOS反相器的操作速度VC，并且随着供电电压的降低趋于降低。但是，图8B的图指示体偏置电压的增加可以抵消供电电压降低的影响，使得漏极电流保持在基本相同的水平，从而在降低的供电电压下维持CMOS反相器的操作速度。例如，将图8B的最下面的曲线与最上面的曲线进行比较指示，具有体偏置电压为0V的在初始或标称供电电压为-0.753V处的漏极电流(最下面的曲线)，与具有体偏置电压为-0.6V的在降低的供电电压-0.668V处的(最上面的曲线)保持在基本相同的水平。进一步基于等式(1)，光发射器设备在后一电压下的操作可以节省CMOS反相器在操作中消耗的21％的动态功率P，而不会影响性能。
参考图8C，根据本公开的示例执行的光发射器设备的操作可以通过针对元件的体偏置电压绘制设备的元件的泄漏电流来表征。泄漏电流可能发生在衬底处或元件11的漏极处。图8C的顶部图显示PMOS的衬底处的泄漏电流可以保持小于1nA，直到体偏置电压的-0.6V的幅度。类似地，图8C的底部图显示了PMOS的漏极处的泄漏电流可以保持小于100nA，直到体偏置电压的-0.6V的幅度。因此，在高速电路中，图8C的顶部和底部图指示泄漏电流，并且因此在设备操作期间因泄漏引起的功率损耗可以保持相对可忽略不计。
关于适用于根据本公开的示例执行的集成电路描述了其他示例。在这方面，图9是根据本公开的一些示例的集成电路1000的框图。集成电路1000适用于图1、图2、图3A-图3C、图4的示例的光发射器设备的使用；和/或用于执行图5的方法500的若干处理、图6方法60和/或图7的方法700。集成电路1000可以用硬编码和可编程逻辑和/或元件的任何组合操作。集成电路1000可以包括图1、图2、图3A-图3C、和/或图4所示的元件以任何形式或组合，包括省略或添加。集成电路1000可以包括信号处理器1004、存储设备1008-A和调节器1010。
信号处理器1004示出了接收输入信号1120并处理输入信号1120以产生输出信号1140的任何大小、形状和配置的合适元件。如图9所示，输入信号1120和/或输出信号1140可以运行到信号处理器1004以及存储设备1008-A两者。信号处理器1004可以以设置集合操作，包括供电电压(VS)1120和体偏置电压(VB)1240。虽然图示为单个实体，但是信号处理器1004可以包括单个电路元件、多个分立电路元件、或其任何排列。当信号处理器1004包括多个电路元件时，多个电路元件中的每个电路元件可以接收输入电信号，可以输出成形的电信号，和/或可以在独立于任何和/或所有其他电路元件的供电电压的供电电压下操作。信号处理器1004可以与图1、图2、图3A-图3C、和/或图4的驱动元件104基本相同。
存储设备1008-A示出了可以存储输入信号1120和输出信号1140的任何大小、形状，格式和配置的合适元件。存储设备1008-A可以当电路1000满足性能阈值时存储信号。存储设备1008可以存储集成电路1000的包括供电电压1220的设置和体偏置电压1240的设置的其他合适设置，电路1000的信号处理器1004在该设置下操作以产生输出信号。虽然在图11中用直线示出，但存储设备1008-A可以沿着促进通信耦合的任何合适的电路元件路径接收输入信号1120和输出信号1140。存储设备1008-A可以是任何类型、格式和配置的合适的数据存储元件，包括诸如闪存和/或只读存储器(ROM)的非易失性存储器，诸如CPU高速缓冲存储器和/或随机存取存储器(RAM)的易失性存储器，和/或其他合适的设备以使能(enable)信息存储。存储设备1008-A可以与图2、图3A-图3C和/或图4的存储设备108-A基本相同。
调节器(regulator)1010示出了任何尺寸，形状和配置的合适元件，其可以改变供电电压1220的幅度和信号处理器1004的体偏置电压1240的幅度。当电路1000不满足性能阈值时，调节器1010可以降低供电电压，如图1220所示，当电路1000满足性能阈值时，它可以增加体偏置电压1240。调节器1010可以通过预设的和/或确定的增量和/或减量来改变电压。虽然示出为单个实体，但是调节器1010可以包括单个电路元件、多个分立电路元件或其任何排列。当调节器1010包括多个电路元件时，多个电路元件中的每个电路元件可以独立地耦合到其他电路元件，并且可以以独立于其他电路元件的供电电压操作。当信号处理器1004包括各自以供电电压操作的多个组件时，调节器1010可以能够独立于其他供电电压来降低多个组件中的每个组件的供电电压的幅度。调节器1010可以通过任何合适的控制方法改变供电电压1220的幅度和/或信号处理器1004的体偏置电压1240的幅度。虽然在图9中用直线示出，但是调节器1010可以经由其他电路元件引起信号处理器1004的供电电压1220的幅度的降低和/或体偏置电压1240的幅度的增加，以修改或以其他方式以将由调节器1010直接控制的操作发送到信号处理器1004。调节器可以与图1、图2、图3A-图3C、和/或图4的调节元件基本相同。
适合用于根据本公开执行的集成电路的示例在图10的上下文中进一步详细描述。在这方面，图10是图9的集成电路1000的框图，示出了根据本公开的一些示例的附加特征。详细地说，图10示出了集成电路1000，其中电路1000包括控制元件1008，并且其中控制元件1008与信号处理器1004、存储设备1008-A和/或调节器1010通信地耦合。图。如图9那样，图10的集成电路1000适用于图1、图2、图3A-图3C、图4的示例的光发射器设备；和/或执行图5的方法500的若干过程、图6的方法600、和/或图7的方法700。图10的集成电路1000可以包括图1、图2、图3A-图3C和/或图4中所示的元件的任何形式或组合，包括省略或添加。图10中示出的附加特征可以在集成电路1000的示例中以其任何排列组合，包括省略或添加。
控制元件1008示出了可以将输出信号1140与输入信号1120进行比较以确定集成电路1000是否满足性能阈值的任何尺寸、形状和配置的合适元件。控制元件1008可以从存储设备1008-A检索输入信号1120和/或输出信号1140中的任一个，或者它可以直接接收两个信号中的任一个。虽然在图10中用直线示出，但是控制元件1008可以在信号存储在存储设备1008-A之前和/或之后在由另一电路元件修改其之后接收信号。如图10所示，控制元件1008可以耦合到调节器1010以改变和/或控制调节器1010的阈值电压1300。如图10所示，控制元件1008可以耦合到信号处理器1004，以改变和/或控制信号处理器1004的设置或者测量和/或验证其操作。如图1、图2、图3A-图3C和图4所示，控制元件1008可以与图1和图2的测试元件108基本相同，和/或它可以以与测试元件108基本相同的方式比较信号。
当集成电路1000不满足性能阈值时，控制元件1008可以确定集成电路1000是否已经超过操作限制。控制元件1008可以以与测试元件108执行图6的框626和/或图7的框726的过程基本相同的方式执行该过程。操作限制可以是信号处理器1004的体偏置电压1140的限制。当集成电路1000超过操作限制时，控制元件1008可以与存储设备1008-A通信以调用包括供电电压1220的参数和体偏置电压1240的参数的参数集合。控制元件1008可以以与测试元件108执行图6的框628和/或图7的框740的过程基本相同的方式执行误操作。该参数集合可以包括与这些电压无关的其他参数，包括信号处理器1004的其他操作参数。集成电路1000可以在由控制元件1008调用的参数集合下继续操作。在其从存储设备1008-A调用该参数集合之后，集成电路1000可以使控制元件1008失活。
在本文描述的示例中，处理器可以包括例如包括在单个计算设备中或分布在多个计算设备上的一个处理器或多个处理器。如这里所使用的，“处理器”可以是中央处理单元(CPU)、基于半导体的微处理器、图形处理单元(GPU)、被配置为检索和运行指令的现场可编程门阵列(FPGA)，适用于检索和执行存储在机器可读存储介质上的指令的其他电路中的至少一个，或其组合。在本文描述的示例中，至少一个处理资源可以获取、解码和运行存储在存储介质上的指令，以执行上文关于存储在存储介质上的指令所描述的功能。在其他示例中，任何指令的功能可以以电路的形式，以在机器可读存储介质上编码的可运行令或其组合的形式来实现。如本文所使用的，存储设备或计算机可读存储设备可以是任何电、磁、光或其他物理存储装置，以包含或存储诸如可运行指令、数据等的信息。例如，本文描述的任何机器可读存储介质可以是随机存取存储器(RAM)、易失性存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(例如，硬盘驱动器)、固态驱动器、任何类型的存储盘(例如，光盘、DVD等)等，或其组合。此外，本文描述的任何计算机可读存储介质可以是非暂时性的。在本文描述的示例中，计算机可读存储介质或介质可以是物品(或制品)的一部分。物品或制品可以指任何制造的单个组件或多个组件。
在前面的描述中，阐述了许多细节以提供对本文公开的主题的理解。然而，可以在没有这些细节中的一些或全部的情况下实施实现。其他实现可以包括如上所述的细节的修改和变化。所附权利要求旨在涵盖这些修改和变化。

Claims (15)

1.一种光发射器设备，包括：
驱动元件，用于：
接收第一电数据信号；以及
基于所述第一电数据信号向光学元件提供第二电数据信号，其中，所述光学元件响应于所述第二电数据信号提供光数据信号，并且其中，所述驱动元件在供电电压下操作；
测试元件，用于将所述光数据信号与所述第一电数据信号进行比较，以确定所述光发射器设备是否满足性能阈值；以及
调节元件，用于在所述设备满足所述性能阈值时降低所述驱动元件的供电电压的幅度。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述测试元件用于在所述设备满足所述性能阈值时向所述调节元件提供指令，降低所述供电电压的幅度。
3.如权利要求1所述的设备，其中，所述调节元件用于在所述设备不满足所述性能阈值时增加所述驱动元件的体偏置电压的幅度。
4.如权利要求3所述的设备，其中，所述驱动元件的体偏置电压包括p型体电压和n型体电压，并且其中，所述调节元件独立于所述n型体电压的幅度，降低所述p型体电压的幅度。
5.如权利要求1所述的设备，其中，所述驱动元件包括在第一供电电压和第一体偏置电压下操作的第一驱动组件以及在第二供电电压和第二体偏置电压下操作的第二驱动组件，并且其中，所述调节元件用于独立于所述第二供电电压的幅度，降低所述第一供电电压的幅度，并且用于独立于所述第二体偏置电压的幅度，增加所述第一体偏置电压的幅度。
6.一种光发射器设备的集成电路，包括：
信号处理器，用于接收输入信号并用于处理所述输入信号以产生输出信号，其中，所述信号处理器在供电电压和体偏置电压下操作；
存储设备，用于当所述信号处理器满足性能阈值时，存储包括所述信号处理器的供电电压参数和体偏置电压参数的参数集合；以及
调节器，用于当所述信号处理器满足所述性能阈值时降低供电电压的幅度，并且用于当所述信号处理器不满足性能阈值时增加所述体偏置电压的幅度。
7.如权利要求6所述的集成电路，包括：
控制元件，用于基于所述输出信号与所述输入信号的比较来确定所述输出信号是否满足所述性能阈值，其中，所述控制元件与所述调节器通信。
8.如权利要求7所述的集成电路，包括：
其中，当所述输出信号不满足性能阈值时，所述控制元件用于确定所述集成电路是否超过所述集成电路的操作限制，该操作限制包括所述信号处理器的体偏置电压的限制；以及
其中，当所述集成电路已超过所述操作限制时，所述控制元件与所述存储设备通信以调用参数集合，该参数集合包括所述信号处理器的所述供电电压参数和所述体偏置电压参数。
9.如权利要求8所述的集成电路，包括：
其中，所述集成电路在所述集成电路继续执行在所述参数集合下的操作之前使所述控制元件失活。
10.如权利要求7所述的集成电路，包括：
其中，所述控制元件独立于所述调节器，调节所述集成电路的操作设置集合，该操作设置集合不同于所述信号处理器的供电电压和体偏置电压。
11.一种方法，包括：
由光发射器设备接收电数据信号；
由所述光发射器设备的存储设备存储所述电数据信号；
响应于所述电数据信号并且通过在第一供电电压和第一体偏置电压下操作的所述光发射器设备的元件，产生光数据信号；
将所述光数据信号与所述存储设备的所述电数据信号进行比较，以确定所述光数据信号是否满足性能阈值；以及
当所述光数据信号满足所述性能阈值时，引起所述光发射器设备的元件在幅度低于所述第一供电电压的第二供电电压下操作并继续在第一体偏置电压下操作。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述光数据信号是第一光数据信号，所述方法包括：
通过在第二供电电压和第一体偏置电压下操作的光发射器设备的元件，产生第二光数据信号；
将所述第二光数据信号与所述存储设备的电数据信号进行比较，以确定所述第二光数据信号是否满足所述性能阈值；以及
当所述第二光数据信号不满足所述性能阈值时，引起所述光发射器设备的元件在幅度高于第一体偏置电压的第二体偏置电压下操作并继续在第二供电电压下操作。
13.如权利要求12所述的方法，包括：
通过在第二供电电压和第二体偏置电压下操作的所述光发射器设备的元件，产生第三光数据信号；
将所述第三光数据信号与所述存储设备的电数据信号进行比较，以确定所述第三光数据信号是否满足所述性能阈值；以及
当所述第三光数据信号满足所述性能阈值时，存储所述设备的最后已知良好的设置的集合，该集合包括已知良好的供电电压和已知良好的体偏置电压。
14.如权利要求13所述的方法，包括：
响应于确定后续光数据信号不满足性能阈值，验证所述设备是否已超过性能的操作限制，所述性能的操作限制包括所述元件的最大体偏置电压；以及
当所述设备已超过所述性能的操作限制时：
由所述设备调用最后已知良好的设置的集合；
通过在最后已知良好的设置下操作的所述设备继续执行。
15.如权利要求11所述的方法，其中，所述比较包括从包括数据速率、误码率和消光比的组中选择的比较测试。
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