CN111200465B - 校准用于光通信链路的接收器的方法、光接收器、介质 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及校准用于光通信链路的接收器的方法、光接收器、介质。本文描述的例子涉及光通信链路的校准。对通过所述光通信链路接收的数据信号进行测量以获得眼图扫描。比较所述眼图扫描中的上眼区域的高度与下眼区域的高度。基于所述高度的任何差来调整共模校准值。然后基于所述共模校准值来控制共模调整电路。所述共模调整电路被配置成去除用于所述光通信链路的接收器内的直流偏置。

Description

校准用于光通信链路的接收器的方法、光接收器、介质
技术领域
本公开涉及校准用于光通信链路的接收器的方法、光接收器、介质。
背景技术
在计算机系统中，数据可以通过光通信链路进行传送。所述链路可以形成物理层的一部分，并且可以由物理层电子设施来实现。物理层定义如何通过诸如光纤等光传输介质来发射和接收位。对于光通信，可以将光发射器配置成将电脉冲转换为光信号，所述光信号然后可以由光接收器接收并被转换回电脉冲以使能数据采样。可以在计算设备内使用光通信链路，例如用来实现系统总线和/或用将不同的计算设备联网。由于光通信链路允许高速通信，因此可以使用串行器/解串器(SERDES)对多个数据流进行分组。
发明内容
根据本公开的一个方面，提供一种校准用于光通信链路的接收器的方法。所述方法包括：通过测量经由所述光通信链路接收的数据信号来执行眼图扫描；比较上眼区域的高度与下眼区域的高度；响应于所述上眼区域的高度大于所述下眼区域的高度，递增共模校准值；响应于所述下眼区域的高度大于所述上眼区域的高度，递减所述共模校准值；以及基于所述共模校准值来控制共模调整电路，所述共模调整电路被配置成从所述接收器的光电探测器的输出中去除直流偏置。
根据本公开的另一个方面，提供一种光接收器。所述光接收器包括：光电探测器；共模调整电路，所述共模调整电路用于从所述光电探测器的电流输出中去除直流偏置；以及微控制器，所述微控制器包括处理器和存储器，所述存储器包括指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述微控制器进行以下操作：从对由所述光接收器经由光通信链路接收的数据信号执行的眼图扫描，获得位误差测量结果；从所述位误差测量结果，确定上眼区域的高度和下眼区域的高度；比较所述上眼区域的高度与所述下眼区域的高度；以及基于所比较高度的差来校准由所述共模调整电路去除的直流偏置。
根据本公开的另一个方面，提供一种非暂态计算机可读存储介质。所述非暂态计算机可读存储介质存储有指令，所述指令在由处理器执行时使所述处理器进行以下操作：从对经由光通信链路接收的数据执行的眼图扫描，获得位误差测量结果；从所述位误差测量结果，确定上眼区域的高度和下眼区域的高度；响应于所述上眼区域的高度大于所述下眼区域的高度，增大共模校准值；响应于所述下眼区域的高度大于所述上眼区域的高度，减小所述共模校准值；以及基于所述共模校准值，指示对从用于所述光通信链路的接收器的光电探测器的输出所去除的直流偏置进行调整。
附图说明
通过以下结合附图所作的详细描述，本公开的各种特征将清晰，它们一起例示出一些示例的特征，其中：
图1是根据示例的光接收器的示意图；并且
图2A和图2B是根据示例的光接收器的附加部件的示意图；
图3A和图3B是根据示例的示出了眼状图的示意图；
图4是根据示例的示出了眼图扫描的输出的示意图；
图5是根据示例的示出了校准用于光通信链路的接收器的方法的流程图；
图6是根据另一示例的示出了校准用于光通信链路的接收器的方法的流程图；并且
图7是根据示例的示出了非暂态计算机可读存储介质的示意图。
具体实施方式
本文描述的某些示例提供了一种光接收器以及一种校准光接收器的方法。光接收器可以形成光收发器的一部分。光接收器可以形成光通信链路的一部分。例如，光接收器可以在光开关或高速光SERDES内使用。某些示例提供了一种校准光信号的共模分量的方式。例如，共模分量可以包括作为诸如光电二极管等光电探测器的输出的直流分量。校准可以包括去除该直流分量。在示例中，基于共模校准值来执行校准。共模校准值是通过处理眼图扫描的输出来确定的。在一个示例中，比较上眼区域和下眼区域的高度，并且使用所述比较的结果来选择性地递增或递减共模校准值。共模校准值可以用于修改共模调整电路的动作，以去除直流分量。例如，共模调整电路可以包括可变电阻器或可变电流源，所述可变电阻器或可变电流源的操作值可以使用共模校准值来设置。
图1示出了根据示例的光接收器100。应当注意，图1是示意图，其中已经省略了某些特征以更好地解释光接收器的操作。光接收器100包括光电探测器110。该光电探测器可以包括一个或多个光电二极管。光电探测器110检测通过诸如光纤电缆等光通信链路传输的光。光携带有数据信号。光电探测器110将通过光通信链路接收的光转换为电信号。在图1中，该电信号是电流信号IPD。
图1的光接收器100进一步包括共模调整电路120和微控制器130。共模调整电路120包括一个或多个电子部件，所述一个或多个电子部件被配置成从光电探测器110接收电流信号IPD并对该电流信号进行处理以输出经调整的电流信号IA。共模调整电路120被配置成从电流信号IPD中去除直流偏置(即共模分量)。基于从微控制器130接收的共模校准值CM来控制共模调整电路120。
图1的微控制器130包括至少一个处理器140以及存储器150。微控制器130可以对光接收器100实施链路训练引擎(LTE)。微控制器可以包括专用集成电路(ASIC)、片上系统(SOC)、或现场可编程门阵列(FPGA)等。微控制器130被配置成从存储器150加载指令以由处理器140执行。存储器150可以包括易失性存储器部件和非易失性存储器部件。指令可以包括固件指令。
通过由处理器130执行所述指令，微控制器130被配置成执行多个操作以设置共模校准值CM的值。在测试模式或数据传输模式之一期间，数据信号通过光通信链路传输，从而在光电探测器110处接收光。微控制器130被配置成从对光接收器100接收的数据信号执行的眼图扫描获得位误差测量结果。在一种情况下，眼图扫描可以由微控制器130执行。例如，微控制器130可以被配置成接收经调整的电流信号IA、或者接收由处理经调整的电流信号IA而产生的电压信号或电流信号。微控制器130的存储器150可以包括用于执行眼图扫描的指令。在其他情况下，眼图扫描可以由可通信地耦接到微控制器130的一个或多个逻辑部件执行。例如，眼图扫描电路可以包括适当配置的FPGA、ASIC、具有处理器和存储器的另一微控制器、或者接收经调整的电流信号IA的其他电子电路。这些一个或多个逻辑部件可以形成光接收器100的一部分。眼图扫描包括可以用于生成眼状图的至少一部分的一系列位误差测量结果。
微控制器130进一步被配置成使用来自眼图扫描的位误差测量结果来确定上眼区域的高度和下眼区域的高度。眼区域可以包括位误差测量结果低于预定义阈值的采样位置区域。上眼区域可以包括对采样位置进行的在第一方向上移动采样位置的一组调整，而下眼区域可以包括对采样位置进行的在第二方向上移动采样位置的一组调整，所述第二方向与所述第一方向相反。在一种情况下，上眼区域与在正方向上施加的电压偏移有关，而下眼区域与在负方向上施加的电压偏移有关。可以针对特定采样单位间隔(例如，针对一个样本在一定时间范围内的特定时间)来确定上眼区域和下眼区域。在一种情况下，针对被确定为时间上的最佳采样位置(例如，所接收数据的眼状图的中心)的单位间隔来确定上眼区域和下眼区域。
一旦微控制器130已经确定了上眼区域和下眼区域，就对所述上眼区域和下眼区域进行比较。如果所述区域之间存在高度差，例如，如果这两个区域的高度相差预定义阈值，则可以使用这个差来校准由共模调整电路120去除的直流偏置。例如，可以使用所述差来设置和/或修改共模校准值CM。在一种情况下，基于所述差的符号，共模校准值CM可以递增或递减，即增大或减小预定义量。例如，如果上眼区域大于下眼区域，则共模校准值CM可以递增，例如增大预定义值，如1。如果下眼区域大于上眼区域，则共模校准值CM可以递减，例如减小预定义值，如1。对共模校准值CM的修改因此控制了共模调整电路120的动作，并且修改了从电流信号IPD中去除的直流偏置。例如，如果上眼区域大于下眼区域，则递增共模校准值可以增大从电流信号IPD中去除的电流分量，从而升高采样位置的中心点；类似地，如果下眼区域大于上眼区域，则递减共模校准值可以减小从电流信号IPD去除的电流分量，从而降低采样位置的中心点。
图2A示出了光接收器200的示例，其中示出了可以被用于处理经调整的电流信号IA的附加部件。图2A示出了图1的光电探测器110和共模调整电路120。在图2A中，光接收器200进一步包括电流至电压转换器205。在该示例中，共模调整电路120电耦接在光电探测器110与电流至电压转换器205之间。电流至电压转换器205可以包括诸如跨阻放大器等放大器。电流至电压转换器205将经调整的电流信号IA转换为电压信号V。电压信号V由电流至电压转换器205输出并由数据采样器210接收。数据采样器210被布置为向所接收的电压信号V应用决策逻辑以输出数据流DDS。例如，数据采样器210可以在可配置的采样时间(例如，在采样位置)将所接收的电压信号V与可配置的电压阈值进行比较。可以基于时钟信号来设置采样时间。来自数据采样器的数据流DDS是表示通过光通信链路接收的数据的比特流。数据流DDS可以由光接收器200按照所接收比特顺序输出。
在图2A的示例中，还提供了与数据采样器210并行的效用采样器(utilitysampler)215。效用采样器215也可以从电流至电压转换器205接收电压信号V。效用采样器215被配置成输出第二数据流DUS。效用采样器215是可控制的，以便使用与数据采样器210不同的采样位置。例如，效用采样器215可以使用共用的采样时间，但是施加正或负的电压偏移。在图2A中，眼图扫描电路220耦接到数据采样器210和效用采样器215两者，并且接收相应的数据流DDS和DUS。眼图扫描电路220将使用数据采样器210获得的数据与使用效用采样器215获得的数据进行比较。眼图扫描电路220通信地耦接到微控制器130。眼图扫描电路220执行眼图扫描并输出位误差测量结果E，所述位误差测量结果可以由如参考图1所描述的微控制器130使用。例如，所述位误差测量结果可以由数据采样器210的输出与效用采样器215的输出的比较产生。
在图2A的示例中，效用采样器的采样位置是可变的。在该示例中，由眼图扫描电路220执行的眼图扫描包括向效用采样器215的采样位置施加正或负的电压偏移。从眼图扫描电路220到效用采样器215的箭头示出了该控制。在效用采样器215施加了特定的电压偏移之后，眼图扫描电路220将使用效用采样器215获得的数据流DUS与使用数据采样器210获得的数据流DDS进行比较。数据采样器210所使用的采样位置可以被固定为初始校准的数据采样位置。数据可以采用二进制值的形式，例如每个值是0或1。位误差测量结果可以指示在预定义时段中这两次采样之间数据不同的次数，即，采用位误差率的形式。眼图扫描电路220可以通过应用XOR运算来比较数据流。可以通过除以数据序列中的数据样本数量来确定位误差率。
在数据传输模式期间，通过光通信链路传输的数据在被接收之前可能是未知的。使用数据采样器210和效用采样器215并检测所采样数据之间的差异使得能够在数据传输模式期间执行眼图扫描。在其他情况下，可以在测试模式下执行眼图扫描。在这种情况下，通过光通信链路传输的数据可以是预定义的数据序列，因此可以使用单个采样器，此时，通过将所接收数据的样本与已知数据序列进行比较来确定位误差测量结果。在这种情况下，位误差测量结果可以是所传输数据的位误差率。在这种情况下，可以存在可以向其施加电压偏移的一个采样器(例如，单个数据采样器210)。在这两种情况下，从数据采样器210获得的样本都可以形成被视为通过光通信链路接收的数据的数据序列。
在某些情况下，共模调整电路120包括数模转换器(DAC)。在这种情况下，共模校准值包括数字变量(例如，DAC的输入范围内的整数)。例如，来自光电探测器110的电流信号IPD可以作为正或高参考信号输入到DAC，其中，DAC的负或低参考信号输入耦接到地。然后，DAC的输出可以提供经调整的信号IA，其中，提供给DAC的数字控制值用于通过改变DAC内所施加的电阻来调整输出。在这种情况下，共模校准值CM可以包括提供给DAC的数字控制值。例如，如果DAC将8比特值作为控制输入，则共模校准值可以是0与255之间的值。增量和/或减量的大小可以被设置为光接收器100的可配置参数。在一种情况下，增量和减量的大小可以是一个DAC整数步长(例如，+1或-1)。
图2B示出了可以用作光接收器(例如，光接收器100或200)的一部分的某些部件的示例230。图2B是示意图，并且因此省略了某些耦接、部件和连接以帮助解释示例的一般功能。在图2B中，光电二极管240电耦接在(例如，与光接收器的漏极电源(drain supply)有关的)电压源VDDOR与跨阻放大器250的输入245之间。跨阻放大器250还电耦接到上部电源或“轨(rail)”VDD(例如，放大器的漏极电源)和下部电源或“轨”VSS(例如，放大器的源极电源)。然后，可变电流源260电耦接在输入245与下部电源VSS之间。可变电流源260形成共模调整电路265的一部分。类似的电路可以实现共模调整电路120。可以使用共模校准值来控制可变电流源260。在一种情况下，可变电流源260可以使用数模转换器来实现。可以基于诸如8比特值等数字值来控制可变电流源260。共模调整电路265可以被配置成使得调整可变电流源260改变从输入245中去除的电流分量(例如，增大或减小给定的负偏置)。例如，可变电流源265可以充当电源负极(negative source)。跨阻放大器250将在其输入245处接收的电流转换为等效电压。跨阻放大器250可以被配置成以零中心的电流输入进行操作。在这种情况下，可变电流源265可以被调整为使电流输入以零为中心。可能存在使用可变电流源265来去除的一个或多个非零电流分量。在一种情况下，在给定的光水平，符号‘1’和符号‘0’都可以传输，例如，其中‘1’的光水平大于‘0’的光水平。在某些情况下，光发射器可以为所有传输的符号提供非零的光水平。在这些情况下，可变电流源265可以被配置成去除作为所传输符号的平均电流电平(例如，符号‘1’和符号‘0’两者的电流电平的平均值)的第一电流分量、以及表示信道效应和/或接收器效应的第二电流分量。来自跨阻放大器的输出在通过数据采样级280之前通过增益级270。可以看到增益级270对由电流至电压转换器205和数据采样器210中的至少一个或更多个所引入的增益进行建模。在某些情况下，增益级270可以对由跨阻放大器250输出的电压信号进行放大，以允许在数据采样级280处进行数据采样。增益级270可以被建模为非线性增益。因此，尽管输入245处的电流与由数据采样级280接收的电压信号之间存在非线性关系，但共模调整电路265仍可以进行直流调整。如果使用效用采样器，则所述效用采样器可以与数据采样级280并行地从增益级270接收信号。
图3A示出了眼状图300的示例。该眼状图被呈现用于帮助描述眼图扫描操作。当将例如通过通信介质接收的多个数据信号进行叠加时，生成眼状图(有时称为眼图案)。数据信号可以是具有两个电压电平的二进制数据信号。由于诸如噪声、衰减、推断或失真等信道效应，所接收的数据信号与所发射的数据信号有所不同。例如，不归零信号可以使用矩形脉冲幅度调制来对二进制信号进行编码，其中二进制1以正电压+V传输，而二进制0以负电压-V传输。在眼状图中，“轨”310和320分别表示这些二进制信号是如何接收的，例如，对包含1和0的随机序列的所接收信号进行重复采样的结果。可以看出，最初的矩形波形被信道效应“模糊(smeared)”，变得更像锯齿状。轨310与320之间的区域被称为“眼”。在图3A中，竖直方向表示电压轴，水平方向表示时间轴，其中时间可以按采样周期的单位间隔(UI)来度量。
图3B示出了第二眼状图350，其中示出了上眼区域和下眼区域。应当注意，当执行如本文描述的眼图扫描时，不生成或查看任何眼状图，而是可以按表示特定时间或单位间隔内眼状图的截面的值阵列的形式获得数据。在图3B中，采样位置360表示默认采样位置，例如数据采样器的默认采样位置。这可以表示电压偏移为0。可以通过在时间和电压方向上移位例如效用采样器的采样位置(例如在采样周期内移位时间并且在正和负两个方向上移位电压偏移)来生成眼状图。点370表示眼睛的顶部，并且采样位置360与点370之间的距离可以表示上眼区域375。点380表示眼睛的底部，并且采样位置360与点380之间的距离可以表示下眼区域385。与构建眼状图相反，当执行眼图扫描时，可能不存在关于水平时间轴的任何移位。
图4示出了可能由眼图扫描产生的位误差测量结果的示例400。左列值表示在眼图扫描期间施加的一系列电压偏移。这些电压偏移可以包括施加到效用采样器的电压偏移。存在第一组正电压偏移410和第二组负电压偏移420。零点430可以包括默认采样位置，例如，数据采样器的采样位置。右列值表示在每个电压偏移处获得的位误差测量结果。在这种情况下，位误差测量结果包括两个数据流(诸如来自数据采样器的数据和来自效用采样器的数据、或者已知数据序列和来自数据采样器的数据)之间检测到的位误差的负指数值(例如1×10-x)。可以剪除高于和/或低于给定阈值的位误差测量结果，例如，在图4中，破折号“-”指示位误差测量结果低于下限(类似地，也可以剪除高于上限的位误差测量结果)。在该示例中，上眼区域可以被定义为正电压偏移410中位误差测量结果低于预定义阈值的子范围，而下眼区域可以被定义为负电压偏移420中位误差测量结果同样低于该预定义阈值的子范围。在图4中，如果预定义阈值被设置为1×10-6，则测量结果440、450和460高于该阈值(这些测量结果分别为1×10-5、1×10-4和1×10-2)，并且上眼区域的高度为1(例如，电压偏移1产生低于该预定义阈值的位误差测量结果)，并且下眼区域的高度为2(例如，电压偏移-1和-2产生低于该预定义阈值的位误差测量结果)。在这种情况下，产生高于预定义阈值的位误差测量结果的电压偏移(诸如440至460)不会算作眼睛高度子范围的一部分。参考图1，这将导致共模调整值减小，因为下眼区域的高度大于上眼区域的高度。应当注意，用于确定眼区域的高度的方法可以根据光接收器的配置而变化。
图5示出了根据示例的校准用于光通信链路的接收器的方法500。可以与图1的光接收器100或另一接收器(例如，光接收器200)相关联地实现方法500。在框510处，执行眼图扫描。如本文所述，眼图扫描测量通过光通信链路接收的数据信号。在一种情况下，眼图扫描被配置成生成类似于图4所示的数据。在框520处，在上眼区域的高度HU与下眼区域的高度HL之间进行比较。在图5中，所述比较确定上眼区域的高度HU是否大于下眼区域的高度HL。响应于上眼区域的高度大于下眼区域的高度，所述方法前进到框530，其中递增共模校准值。响应于上眼区域的高度小于下眼区域的高度(即，下眼区域的高度大于上眼区域的高度)，所述方法前进到框540，其中递减共模校准值。在框530和540中的任一框之后，所述方法前进到框550，其中基于共模校准值来控制如本文描述的共模调整电路。共模调整电路被配置成从接收器的光电探测器的输出中去除直流偏置。共模调整电路可以包括诸如图1和图2所示的共模调整电路120等的电路。
如图5中的虚线所示，可以重复方法500的框510至550，以迭代地调整由共模调整电路去除的直流偏置。例如，可以初始化共模校准值，然后通过重复框510至550来迭代地修改该值。在示例中，眼图扫描测量通过光通信链路接收的数据信号，并且共模调整电路在眼图扫描对数据信号进行位误差测量之前修改从光电探测器接收的初始电信号。如此，框550处的调整改变在重复框510时得到的位误差测量结果。可以重复方法500，直到这两个眼区域高度之差低于预定义阈值。尽管在数据采样之前的信号处理流水线中存在非线性，但这提供了一种用于调整光电探测器信号的共模的实用方法。
图6是校准用于光通信链路的接收器(例如，接收器100或200)的方法600的另一示例。方法600包括用于初始化共模校准值和检查停止条件的附加框。
在框605处，进行第一组测量。可以用与后续框中使用的数据速率不同的数据速率或以相同的数据速率进行这些测量。在框605处，确定共模初始化值的范围。这些可以被认为是可能的共模校准值的初始集合，例如，用于确定如何初始化图5的方法500中所使用的共模校准值的粗粒度集合。这些值可以包括可用于控制共模调整电路的数字值范围的划分。针对所述范围内的每个共模校准值，传输数据信号并对所接收数据进行测量。数据信号可以包括随机的或伪随机的比特序列，使得在数据信号内的数据符号之间存在跃迁变化。可以在测试模式或可能对数据进行破坏性采样的链路配置级期间进行这些测量。
在框610处，确定观察到信号跃迁的共模初始化值子范围。例如，针对每个共模初始化值，可以确定是否发生信号跃迁。信号跃迁表明可以区分数据信号内的不同数据符号(例如，检测0和1的值)。如果未检测到信号跃迁，则这表明未能区分出不同的数据符号(例如，数据被视为全是0或全是1)。子范围可以包括表示“通过区域(passing region)”的共模初始化值的范围。在框615处，基于在框610处确定的子范围来初始化共模校准值。框615可以包括将共模校准值初始化为所确定的子范围的中点，例如，高通过值与低通过值的平均值。然后，这为共模校准值设置了良好的“粗粒度”初始值，其中可以使用类似于图5所示的那些操作来确定更精确的调整。该“粗粒度”初始化可以周期性地执行，例如作为链路训练过程的一部分。
回到图6，框620至650包括图5的方法500的框510至550的变型。在框620处，进行第二组测量。可以用正常数据速率进行这些测量以进行传输，例如，对于非归零(NRZ)编码的速率为2.5Ghz至28Ghz、对于4级脉冲幅度调制(PAM-4)的速率为28Ghz至56Ghz。在框620处，以与图5的框510类似的方式执行眼图扫描。在框625处，对上眼区域的高度(HU)与下眼区域的高度(HL)之差的幅度与预定义阈值(T)进行比较。如果该差低于该阈值，则所述方法在框630处结束：所述共模校准值可以被认为是最佳的。如果该差高于该阈值，则使用框635至650来调整所述共模校准值。
框635至650对应于图5的方法500的框520至550。在框635处，确定上眼区域的高度(HU)是否大于下眼区域的高度(HL)。如果是，则在框640处增大共模校准值。如果否，则在框645处减小共模校准值。框640和645可以通过添加和减去预定义的量(例如，递增和递减共模校准值)来分别增大和减小共模校准值。在框650处，使用共模校准值来配置共模调整电路，如例如共模调整电路120或265。然后，该方法循环回到框620。在框620的后续执行中，利用不同的共模调整电路配置来进行测量。这可能修改后续的眼区域高度。重复该方法以迭代地调整共模校准值，直到通过框625处的测试。
在该示例中，框605至615可以包括初始校准序列，所述初始校准序列之后是由框620至650表示的迭代微调序列。可以由诸如图1的微控制器130等处理器来指示初始校准序列。在一种情况下，可以由适当设计的控制电路(例如，特定的硬件配置)来执行初始校准序列。在这种情况下，微控制器130可以激活数据、和/或从寄存器和/或该电路的信号线读取数据。在另一种情况下，初始校准序列可以形成由微控制器130的处理器140执行的存储在存储器150中的指令的一部分。如在其他地方指示的，还可以使用方法的组合。
在某种情况下，控制共模调整电路包括如本文所描述的将共模校准值提供给共模调整电路内的数模转换器，其中，数模转换器的输出用于去除直流偏置。在这种情况下，例如，如果所述数模转换器接收到8比特输入控制值，则共模初始化值的范围可以是在0到255之间以16为增量。
在一种情况下，在框620处，通过例如在位误差测量结果低或可接受的情况下确定产生低于预定义阈值的相关联位误差测量结果的多个正电压偏移来确定上眼区域的高度(HU)。同样，可以在框620处通过确定产生低于预定义阈值的相关联位误差测量结果的多个负电压偏移来确定下眼区域的高度(HL)。位误差测量结果可以是位误差率。可以例如在由效用采样器施加电压偏移的情况下通过比较数据采样器和效用采样器的输出来得到位误差测量结果。
方法500和/或至少框620至650可以在光通信链路正被用于数据传输时(即，当链路“占用(up)”时)被迭代地执行。以这种方式，可以对从光电探测器的电流输出中去除的直流偏置进行小的调整。这使得光接收器能够适应光通信链路的配置的变化，例如动态地适应环境条件的变化和/或接收器电路的操作的变化。
图7示出了包括至少一个处理器710以及非暂态计算机可读存储介质720的处理系统700，所述非暂态计算机可读存储介质包括存储在其上的一组计算机可读指令，所述计算机可读指令当由所述至少一个处理器710执行时使所述处理器执行光通信链路校准的方法。所述计算机可读指令可以从机器可读介质取得，例如包含、存储或维护程序和数据以供指令执行系统使用或与指令执行系统结合的任何介质。在这种情况下，机器可读介质可以包括许多物理介质中的任何一种，如例如电、磁、光、电磁或半导体介质。合适的机器可读介质的更具体示例包括但不限于硬件驱动器、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器或便携式盘。在一种情况下，计算机可读指令可以包括存储在微控制器的非易失性存储器内的固件。处理器710可以包括图1的处理器140，并且非暂态计算机可读存储介质720可以包括图1的存储器150。
经由指令730，处理器710被指示用于从对通过光通信链路接收的数据执行的眼图扫描获得位误差测量结果。这些位误差测量结果可以包括所接收的数据序列与预定义的数据序列之间的比较、和/或数据采样器的输出与可调整效用采样器的输出之间的“不匹配(miscompare)”计数。眼图扫描可以包括改变效用采样器的电压偏移，例如，在用于确定接收到0还是1的逻辑内施加的偏移。可替代地，可以通过调整数据采样器的采样位置并且将输出数据流与已知数据序列进行比较来获得位误差测量结果。经由指令740，从所述位误差测量结果确定上眼区域的高度和下眼区域的高度。这可以包括类似于参考图4所描述的那些操作。如同本文描述的其他示例一样，可以通过增大或减小效用采样器的电压偏移来确定上眼高度和下眼高度，直到位误差测量结果超过预定义阈值。
经由指令750和760，进行了一些比较。经由指令750，响应于上眼区域的高度大于下眼区域的高度，增大共模校准值(例如，通过递增共模校准值)。经由指令760，响应于下眼区域的高度大于上眼区域的高度，减小共模校准值(例如，通过递减共模校准值)。经由指令770，指示对直流偏置进行调整。基于共模校准值，从用于光通信链路的接收器的光电探测器的输出中去除直流偏置。参考图1、图2A和图2B描述了可以如何执行该操作的示例。
在某些情况下，处理器迭代地执行所述指令，直到上眼区域的高度与下眼区域的高度之差低于预定义阈值。
在某些情况下，所述指令可以使处理器710指示对共模校准值进行初始校准。这可以包括激活控制电路，以检测信号跃迁并基于观察到信号跃迁的共模值的子范围来输出初始共模校准值。控制电路可以包括模拟控制电路和/或数字控制电路。在一种情况下，所述指令可以包括在获得位误差测量结果的所述指令之前执行的初始化指令。初始化指令在由处理器执行时可以使处理器例如代替附加硬件部件或与附加硬件部件一起执行初始校准。初始校准可以包括测量通过光通信链路传输的数据信号。可以针对多个共模初始化值进行测量。从这些测量结果中，可以确定观察到信号跃迁的共模初始化值的子范围，并且可以将共模校准值初始化为所确定子范围的中点。
本文描述的某些示例通过调整从光电探测器输出中去除的直流偏置来校准光通信链路。实现该校准的光接收器提供了相对于所比较的方法的改进。尽管眼睛形状不对称，但某些示例仍允许进行校准。例如，尽管存在诸如不相等的上升时间和/或下降时间、眼睛不居中、和/或过冲等不对称问题，但本文描述的某些示例仍可以进行操作。这些问题可能会阻止所比较的方法中的准确校准。本文描述的示例例如通过防止光电二极管的直流共模分量干扰信号处理和采样，允许调谐光接收器并且提高了数据采样的准确度。与用于去除该分量的所比较的模拟方法和/或硬件状态机相比，某些示例提供了改进。可以可变地去除共模分量以使眼睛居中并改进数据采样。尽管在电流信号处理流水线中可能存在非线性，但这仍是可实现的。在光通信链路正被用于传送数据时可以周期性地应用本文描述的某些示例以维持正确的校准。这些示例可以减少工程师来调谐光通信链路的配置和测试时间，并且还可以通过动态适应变化来减少维护时间。本文描述的某些示例适合与高幅度伪随机二进制序列波形一起使用，而当使用比较式低通滤波技术时，这些波形可能不适用。尽管共模电流分量取决于所传输信号的幅度，但是所述示例仍可以进行操作。本文描述的某些示例可以被实现为电光收发器和/或光开关的一部分。某些示例可以实现为链路训练的一部分，其中链路训练是这样一个过程：通过该过程，高速串行链路上的发射器和接收器彼此进行通信以调谐所述发射器和接收器的均衡设置。
尽管本文已经参考特定示例描述了本公开，但是应当理解，这些示例仅是本公开的原理的说明。例如，提到了去除直流偏置。取决于光接收器的配置，该偏置可以是正偏置或负偏置。因此，去除直流偏置可以包括添加相反极性的电流分量和/或去除共同极性的电流分量。此外，尽管在附图中以特定顺序示出了特定过程，但除非本文明确阐述了某种顺序，否则这些过程不限于任何特定顺序：相反，可以按不同的顺序或同时执行过程，并且可以添加或省略某些框。本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中所公开的全部特征、和/或如此公开的任何方法或过程的所有要素都可以组合为除了至少一些这种特征和/或要素相互排他的组合之外的任何组合。

Claims (20)

1.一种校准用于光通信链路的接收器的方法，所述方法包括：
通过测量经由所述光通信链路接收的数据信号来执行眼图扫描；
比较上眼区域的高度与下眼区域的高度；
响应于所述上眼区域的高度大于所述下眼区域的高度，递增共模校准值；
响应于所述下眼区域的高度大于所述上眼区域的高度，递减所述共模校准值；以及
基于所述共模校准值来控制共模调整电路，所述共模调整电路被配置成从所述接收器的光电探测器的输出中去除直流偏置。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括在执行所述眼图扫描之前：
针对多个共模初始化值，测量经由所述光通信链路传输的数据信号；
确定观察到信号跃迁的共模初始化值的子范围；以及
将所述共模校准值初始化为所确定子范围的中点。
3.如权利要求1所述的方法，其中，控制所述共模调整电路包括：
将所述共模校准值提供给所述共模调整电路内的数模转换器，其中，所述数模转换器的输出用于去除所述直流偏置。
4.如权利要求1所述的方法，包括：
重复所述方法，直到所述上眼区域的高度与所述下眼区域的高度之差低于预定义阈值。
5.如权利要求1所述的方法，包括：
通过确定具有低于预定义阈值的相关联的位误差测量结果的多个正电压偏移，确定所述上眼区域的高度；以及
通过确定具有低于预定义阈值的相关联的位误差测量结果的多个负电压偏移，确定所述下眼区域的高度。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法是在所述光通信链路正被用于数据传输的同时迭代地执行的。
7.一种光接收器，所述光接收器包括：
光电探测器；
共模调整电路，所述共模调整电路用于从所述光电探测器的电流输出中去除直流偏置；以及
微控制器，所述微控制器包括处理器和存储器，所述存储器包括指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述微控制器进行以下操作：
从对由所述光接收器经由光通信链路接收的数据信号执行的眼图扫描，获得位误差测量结果；
从所述位误差测量结果，确定上眼区域的高度和下眼区域的高度；
比较所述上眼区域的高度与所述下眼区域的高度；
响应于所述上眼区域的高度大于所述下眼区域的高度，递增共模校准值；
响应于所述上眼区域的高度小于所述下眼区域的高度，递减共模校准值；以及
基于所述共模校准值来校准由所述共模调整电路去除的直流偏置。
8.如权利要求7所述的光接收器，其中，所述光接收器包括：
电流至电压转换器，其中，所述共模调整电路电耦接在所述光电探测器与所述电流至电压转换器之间，其中，所述电流至电压转换器的输出用于恢复所传输的数据信号。
9.如权利要求8所述的光接收器，包括：
数据采样器，所述数据采样器电耦接到所述电流至电压转换器的输出，用于向从所述电流至电压转换器接收的电压信号应用决策逻辑，以输出表示所传输的数据信号的数据流。
10.如权利要求9所述的光接收器，包括：
眼图扫描电路，所述眼图扫描电路可通信地耦接到所述数据采样器和所述微控制器，以便进行以下操作：
从所述数据采样器接收数据样本；
执行所述眼图扫描；以及
向所述微控制器提供来自所述眼图扫描的所述位误差测量结果。
11.如权利要求10所述的光接收器，包括：
效用采样器，所述效用采样器电耦接到所述电流至电压转换器的输出，所述效用采样器被配置成在可配置的采样位置，对从所述电流至电压转换器接收的所述电压信号进行采样，
其中，所述眼图扫描电路被配置成接收来自所述数据采样器和所述效用采样器的数据样本，并对所述数据样本进行比较以执行所述眼图扫描。
12.如权利要求7所述的光接收器，其中，所述共模调整电路包括数模转换器，并且其中，所述共模校准值用于控制所述数模转换器的输出以用于去除所述直流偏置。
13.如权利要求12所述的光接收器，包括控制电路，所述控制电路用于：
针对多个共模初始化值，测量经由所述光通信链路传输的数据信号；
确定观察到信号跃迁的共模初始化值的子范围；以及
将所述共模校准值初始化为所确定子范围的中点。
14.如权利要求7所述的光接收器，其中，所述微控制器被配置成迭代地执行所述指令以使所述眼图扫描居中。
15.如权利要求7所述的光接收器，其中，所述共模调整电路包括可变电流源，所述可变电流源由所述微控制器控制以去除所述直流偏置。
16.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储有指令，所述指令在由处理器执行时使所述处理器进行以下操作：
从对经由光通信链路接收的数据执行的眼图扫描，获得位误差测量结果；
从所述位误差测量结果，确定上眼区域的高度和下眼区域的高度；
响应于所述上眼区域的高度大于所述下眼区域的高度，增大共模校准值；
响应于所述下眼区域的高度大于所述上眼区域的高度，减小所述共模校准值；以及
基于所述共模校准值，指示对从用于所述光通信链路的接收器的光电探测器的输出所去除的直流偏置进行调整。
17.如权利要求16所述的介质，其中，所述位误差测量结果是基于数据采样器的输出与效用采样器的输出之间的差而得到的。
18.如权利要求16所述的介质，其中，所述指令由所述处理器迭代地执行，直到所述上眼区域的高度与所述下眼区域的高度之差低于预定义阈值。
19.如权利要求16所述的介质，其中，所述指令使所述处理器：
指示对所述共模校准值进行初始校准。
20.如权利要求16所述的介质，其中，所述指令使所述处理器：
控制效用采样器以施加一个范围的电压偏移；以及
针对所述一个范围的电压偏移中的每个电压偏移，对从数据采样器和所述效用采样器获得的数据值进行比较，以获得所述位误差测量结果。
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