CN112399387B - 多速率双向传输系统的链路训练方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种多速率双向传输系统，发送装置、接收装置通过线缆进行双向数据传输，多速率双向传输系统通过分时地在预设速率发送正向配置包与反向配置包沟通及选择一种发送装置、接收装置共同支持的串行速率，并选择训练序列长度，然后发送装置、接收装置在选择的串行速率以选择的训练序列长度进行均衡训练，避免了对串行速率的搜索，也避免以最差情况预设训练序列长度，从而可简化设计并提高链路训练速度。

Description

多速率双向传输系统的链路训练方法
技术领域
本发明涉及数据传输技术领域，特别涉及串行数据在线缆上的多速率双向传输及均衡训练。
背景技术
随着自动驾驶与辅助驾驶技术的快速发展，车载电子系统对数据高速传输的需求与日俱增，有线传输技术利用线缆来传输数据，由于有线传输与无线传输相比速度更快也更稳定、同时具有较高的安全性，因此获得了大规模的采用。
车载数据传输中主要应用为车载雷达数据、显示屏视频数据及摄像头数据等。显示屏与摄像头图像分辨率经历了快速发展的阶段，目前已经由标清及高清(1080P)升级到了超高清(2K/4K)，再加上摄像头的多次曝光技术和显示屏广色域技术的普及，对数据传输速度提出了更高的要求。
车载数据传输中要求可以在同一根线缆上同时传输正向数据与反向数据，车载应用中一般正向数据的速率远远大于反向数据，例如在摄像头应用中，正向数据为实时高清或超高清视频数据，正向数据带宽可以达到10Gbps或更高，而反向数据一般为编程摄像头的I2C接口的低速控制数据。
车载应用中常用的同轴电缆及屏蔽双绞线对高速信号的衰减可以高达30dB，而且线缆对信号的衰减在不同的频率点上不同，并且随着线缆品质、长度而变化。进一步的，衰减情况也随着传输路线中除线缆之外的其他因素而变化，如传输路线中可能存在的连接器及PCB板上的走线等。
因此车载有线传输一般支持多种传输速率，当线缆质量较差、衰减较大，并且带宽要求较低时，使用较低速度的传输速率，而当线缆质量较好、衰减较小，并且带宽要求较高时使用较高速度的传输速率，
同时车载有线传输的接收装置中一般设计有均衡电路，用于补偿线缆对信号的衰减，提高信号质量。常用的均衡操作有CTLE(continuous time linear equalization)、FFE(feed forward equalization)、DFE(decision feedback equalization)等。
对均衡电路的系数的调整称为均衡训练，均衡训练的目的是对每一个具体实现中的线缆及包括线缆的传输线路的衰减曲线，针对性的调整均衡电路的参数与系数，达到最好的补偿效果，从而改善接收的信号质量。
现有技术中，接收装置为了能正确接收数据，需要搜索并在每一个可能的传输速率下尝试进行均衡训练，如果在某个传输速率下训练成功，则认为此传输速率为后续传输数据使用速率，接收装置然后在此速率下进行后续数据的接收。接收装置搜索传输速率并在每一个可能的传输速率下尝试进行均衡训练有耗时长的缺点，并且耗时随所支持的传输速率数量的增加而增加。
另外均衡训练所需的训练序列长度也随着均衡操作的不同而不同，一个只支持CTLE均衡操作的接收装置在正常情况下比支持CTLE、FFE及DFE三种均衡操作的接收装置进行均衡训练的时间要短很多，而且所需的训练序列长度也受到串行数据是NRZ还是PAM-M(M为大于2的整数)，及是否经过编码的影响。
现有技术中，通常将训练序列长度预设为最差情况下的训练序列长度，以取得最好的兼容性，但也因此进行均衡训练所需时间总是为最长情况。
在车载传输系统中，对传输速率的搜索及均衡训练通常发生在系统初次上电工作时，为给用户一个好的使用体验，车载视频传输与显示系统对初次上电工作时的延时有严格要求，通常要求一个视频传输与显示系统的整体延时小于500ms，而其中分配给有线传输部分的延时只是其中的一小部分。而现有技术下，对传输速率的搜索及使用最差情况下均衡训练长度往往不能满足车载对上电延时要求。
针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种多速率双向传输系统的链路训练方法，可以避免对传输速率的搜索，并且可以根据具体实现中均衡训练所需的最短时间设置训练序列长度，从而简化设计并提高链路训练速度，满足对车载视频传输与显示系统上电延时的要求。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明采用的技术方案是：作为本发明的一种多速率双向传输系统的链路训练方法，所述多速率双向传输系统包括发送装置、接收装置、线缆，发送装置通过线缆连接接收装置，其特征在于：
发送装置发送正向串行数据到线缆，接收装置发送反向串行数据到线缆，线缆上同时传输正向串行数据及反向串行数据，
发送装置支持一种或多种正向串行速率，接收装置支持一种或多种正向串行速率，发送装置与接收装置中至少一方支持多种正向串行速率,
发送装置从线缆接收并分离出反向串行数据，进行时钟与数据恢复与解串操作，
接收装置从线缆接收并分离出正向串行数据，并进行正向均衡操作及时钟与数据恢复与解串操作，多速率双向传输系统使用链路训练方法从发送装置与接收装置共同支持的一种或多种正向串行速率中选择一种正向串行速率，并选择正向训练序列长度，进行正向均衡训练，
所述链路训练方法包括两个阶段，配置阶段及训练阶段，
在配置阶段，发送装置按照预设的正向配置串行速率发送一个或多个正向配置包，接收装置按照此预设的正向配置串行速率接收正向配置包，并且接收装置按照预设的反向配置串行速率发送一个或多个反向配置包，发送装置按照此预设的反向配置串行速率接收反向配置包，发送装置与接收装置通过正向配置包与反向配置包沟通双方共同支持的正向串行速率并从共同支持的一种或多种正向串行速率中选择一种正向串行速率，发送装置与接收装置并选择正向训练序列长度，
在训练阶段，发送装置按照在配置阶段所选择的正向串行速率及正向训练序列长度发送正向训练序列，接收装置按照在配置阶段所选择的正向串行速率及正向训练序列长度接收正向训练序列并进行正向均衡训练，所述正向均衡训练为根据接收到的正向训练序列调整正向均衡操作的正向均衡系数，从而改善经过正向均衡操作后的正向串行信号质量。
优选地，所述反向串行速率低于正向串行速率。
优选地，所述正向配置包与反向配置包在线缆上分时传输。
优选地，所述正向配置包与反向配置包还带有纠错或检错编码。
优选地，所述接收装置支持一种或多种反向串行速率，所述发送装置支持一种或多种反向串行速率，在所述链路训练方法的配置阶段，发送装置与接收装置通过正向配置包与反向配置包还沟通双方共同支持的反向串行速率并从共同支持的一种或多种反向串行速率中选择一种反向串行速率。
优选地，所述发送装置从线缆接收并分离出反向串行数据，并进行时钟与数据恢复与解串操作，发送装置并且进行反向均衡操作，在所述链路训练方法的配置阶段，发送装置与接收装置通过正向配置包与反向配置包还选择反向训练序列长度，并在所述链路训练方法的训练阶段进行反向均衡训练，
在训练阶段，接收装置按照在配置阶段所选择的反向训练序列长度发送反向训练序列，发送装置按照在配置阶段所选择的反向训练序列长度接收反向训练序列并进行反向均衡训练，所述反向均衡训练为根据接收到的反向训练序列调整反向均衡操作的反向均衡系数，从而改善经过反向均衡操作后的反向串行信号质量。
本发明的有益效果是：
本发明提出了一种多速率双向传输系统的链路训练方法，本发明可以同时在线缆上发送正向串行数据与反向串行数据，多速率双向传输系统从支持的一种或多种正向串行速率中选择一个满足正向传输带宽要求的正向串行速率传输正向串行数据，多速率双向传输系统并从支持的一种或多种反向串行速率中选择一个满足反向传输带宽要求的反向串行速率传输反向串行数据。本发明提出的链路训练方法由配置阶段与训练阶段组成，在配置阶段，发送装置与接收装置按照预设正向与反向速率分时发送正向配置包及反向配置包，在发送装置与接收装置之间通讯与选择正向与反向串行速率、正向与反向训练序列长度，在训练阶段发送装置与接收装置按照选择后的正向与反向串行速率、正向与反向训练序列长度发送正向与反向训练序列并进行正向与反向均衡训练。本发明通过在配置阶段通讯与选择正向与反向串行速率，避免了在训练阶段对正向与反向串行速率的搜索，可简化设计并提高链路训练速度，同时，在配置阶段可以通讯与选择具体实现中均衡训练所需的正向与反向训练序列长度，可以避免以最差情况预设正向与反向训练序列长度，从而可以进一步提高链路训练速度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明多速率双向传输系统实施例之模块图及应用示意图。
图2是本发明多速率双向传输系统链路训练方法实施例之示意图。
图3是本发明多速率双向传输系统配置阶段实施例2之示意图。
图4是本发明多速率双向传输系统配置阶段实施例3之示意图。
图5是本发明多速率双向传输系统配置阶段实施例4之示意图。
图6是本发明多速率双向传输系统训练阶段实施例2之示意图。
图7是本发明多速率双向传输系统训练阶段实施例3之示意图。
图8是本发明多速率双向传输系统训练阶段实施例4之示意图。
其中：
1 发送装置 2 接收装置
3 线缆
11 正向加串模块 12 反向分离模块
13 反向均衡模块 14 反向时钟与数据恢复模块
101 正向发送数据 102 反向接收数据
21 反向加串模块
22 正向分离模块 23 正向均衡模块
24 正向时钟与数据恢复模块
201 正向接收数据 202 反向发送数据
具体实施方式
下面结合附图中的实施例对多速率双向传输系统做进一步说明。
如图1所示，为本发明多速率双向传输系统之实施例，在该实施例中，多速率双向传输系统包括发送装置1、接收装置2、线缆3，发送装置1通过线缆3连接接收装置2。
发送装置1包括正向加串模块11、反向分离模块12、反向时钟与数据恢复模块14，发送装置1还可以包括反向均衡模块13。
接收装置2包括反向加串模块21、正向分离模块22、正向均衡模块23、正向时钟与数据恢复模块24。
正向加串模块11连接着线缆3，正向加串模块11接收正向发送数据101，进行加串操作，产生正向串行数据并驱动到线缆3上。
反向加串模块21连接着线缆3，反向加串模块21接收反向发送数据202，进行加串操作，产生反向串行数据并驱动到线缆3上。
正向串行数据与反向串行数据可以同时传输于线缆3上。
正向串行数据可以但不限于NRZ或PAM-M方式(M为大于2的整数)发送，正向加串模块11并且对正向串行数据进行编码，可以使用64b65b、64b66b、128b132b或其他码长的基于随机扰码的编码，也可以使用8b10b编码、9b10b编码或其他的直流平衡编码，编码的目的是在正向串行数据中增加数据翻转，产生足够的数据跳变沿便于接收正向串行数据时进行时钟与数据恢复(Clock and Data Recovery)与解串操作。
通过增加数据翻转与数据跳变，编码的另外一个益处为可以降低正向串行数据的能量在频谱的低频部分。
反向串行数据可以但不限于NRZ或PAM-N方式(N为大于2的整数)发送，反向加串模块21也可以对反向串行数据进行编码，可以使用64b65b、64b66b、128b132b或其他码长的基于随机扰码的编码，也可以使用8b10b编码、9b10b编码或其他的直流平衡编码，编码的目的是在反向串行数据中增加数据翻转，产生足够的数据跳变沿便于接收反向串行数据时进行时钟与数据恢复(Clock and Data Recovery)与解串操作。
本发明中，发送装置1支持一种或多种正向串行速率，即发送装置1通过正向加串模块11可以一种或多种正向串行速率发送正向串行数据，接收装置2支持一种或多种正向串行速率，即接收装置2可以一种或多种正向串行速率接收正向串行数据，发送装置1与接收装置2中至少一方支持多种正向串行速率。
多速率双向传输系统通过链路训练方法从发送装置1与接收装置2共同支持的一种或多种正向串行速率中选择一种正向串行速率进行正向串行数据的发送与接收，发送装置1所包括的正向加串模块11以所选择的正向串行速率发送正向串行数据，接收装置2所包括的正向时钟与数据恢复模块24以所选择的正向串行速率恢复时钟与数据并解串，接收装置2所包括的其他模块依赖于正向串行速率的，需要设置到所选择的正向串行速率。
本发明中，接收装置2支持一种或多种反向串行速率，即接收装置2通过反向加串模块21可以一种或多种反向串行速率发送反向串行数据，发送装置1支持一种或多种反向串行速率，即发送装置1可以一种或多种反向串行速率接收反向串行数据，多速率双向传输系统通过链路训练方法从发送装置1与接收装置2共同支持的一种或多种反向串行速率中选择一种反向串行速率进行反向串行数据的发送与接收，接收装置2所包括的反向加串模块21以所选择的反向串行速率发送反向串行数据，发送装置1所包括的反向时钟与数据恢复模块14以所选择的反向串行速率恢复时钟与数据并解串，发送装置1所包括的其他模块依赖于反向串行速率的，需要设置到所选择的反向串行速率。
对于同样的串行数据，更高的串行速率包含更多的高频能量，因为线缆3对高频能量的衰减大于对低频能量的衰减，所以更高串行速率发送的串行数据通过线缆3后衰减更大。如果以两种不同的串行速率发送同样的串行数据，串行速率高的信号衰减更大，传输距离低于串行速率低的传输距离。
本发明多速率双向传输系统可以根据正向发送数据101所需要的传输带宽，从发送装置1与接收装置2共同支持的一种或多种正向串行速率中选择一个满足传输带宽要求的正向串行速率，如果有多种正向串行速率满足正向发送数据101的传输带宽要求，可以选择但不限于其中较低的正向串行速率，以便于减少信号衰减并增加传输距离。
正向串行数据通过编码后，因为增加了串行数据的翻转与数据跳变，可以降低正向串行数据的能量在频谱的低频部分。
如图1所示，接收装置2包括的正向分离模块22连接着线缆3，正向分离模块22接收线缆3上同时传输的正向串行数据与反向串行数据，并分离出正向串行数据输出给正向均衡模块23。
本发明中，反向串行速率低于正向串行速率。
本发明的一种应用场景为本发明用于传输视频信号，在这种应用场景中，正向用于传输高速的视频流数据，反向用于传输低速的控制信息。
因为反向串行速率低于正向串行速率，反向串行数据的能量在频谱的低频部分，正向串行数据在经过编码后的低频能量降低，当正向串行数据的能量的主要部分与反向串行数据的能量的主要部分在频谱上错开或大部分错开时，正向分离模块22的电路可以简化，例如通过常用的高通滤波可以起到帮助将正向串行数据从线缆3上同时传输的正向串行数据与反向串行数据分离出来的作用。正向分离模块22还可以使用其他电路分离正向串行数据，其他常用的分离电路包括基于ADC(analog to digital converter)的echocancellation电路等。
正向均衡模块23接收从正向分离模块22分离出的正向串行数据，进行正向均衡(equalization)操作，正向均衡的作用为补偿包括线缆3的传输路线中对正向串行信号的衰减，改善信号质量，便于后续进行正向时钟与数据恢复(CDR)及解串操作。
本发明中使用的正向均衡操作可以为CTLE(continuous time linearequalization)、FFE(feed forward equalization)、DFE(decision feedbackequalization)或其他均衡操作。
正向均衡模块23的作用是补偿包括线缆3的传输路线中对正向串行信号的衰减，而包括线缆3的传输路线对正向串行信号的衰减对于接收装置2来讲并不是已知的，衰减本身在不同的频率点上可能不同，而且随着线缆3的品质、长度而变化。进一步的，衰减情况也随着传输路线中除线缆3之外的其他因素而变化，如可能存在的连接器及PCB板上的走线等。
在CTLE中，通过调整其零点与极点的位置，可以实现不同的衰减补偿曲线。FFE一般以数字滤波器的方式实现，数字滤波器可以有多个抽头，调整各个抽头的系数可以调整衰减补偿曲线。DFE也拥有多个抽头，通过调整各个抽头的系数来调整对信号衰减的补偿。
对上述CTLE的零点、极点的调整，对FFE各个抽头系数的调整，对DFE各个抽头系数的调整可以根据均衡算法完成，正向均衡模块23基于均衡算法，针对具体应用中的线缆3及包含线缆3的具体应用的传输路线，根据接收到的正向串行数据进行正向均衡训练，调整正向均衡操作的正向均衡系数，即计算并调整CTLE的零点、极点，及FFE与DFE的抽头系数，从而改善经过正向均衡模块23均衡后的正向串行信号质量，易于后续正向时钟与数据恢复模块24进行正向时钟与数据恢复及解串操作。
本发明中的均衡算法可以为常用的基于Least Mean Square(LMS and SS-LMS)的均衡算法、或基于Zero Forcing(ZF)的均衡算法，本发明中也可以使用其他均衡算法。均衡算法计算并调整CTLE的零点、极点，及FFE与DFE的抽头系数时，需要接收的正向串行数据满足特定的要求。例如基于Least Mean Square(LMS and SS-LMS)的均衡算法要求正向串行数据是随机数据时，才能达到最好的效果。因此，正向均衡模块23进行正向均衡训练时，正向加串模块11应发送均衡算法要求的正向串行数据，正向加串模块11发送的用于正向均衡模块23进行正向均衡训练的正向串行数据称为正向训练序列。
正向均衡模块23将正向串行数据均衡后，发送给正向时钟与数据恢复模块24，正向时钟与数据恢复模块24进行时钟与数据恢复(clock and data recovery or CDR)及解串操作,输出正向接收数据201。
正向均衡模块23可以选择性的实现一个或多个正向均衡操作，正向均衡模块23实现的正向均衡操作不限于上述描述的CTLE、FFE及DFE。正向均衡模块23也可以实现其他的均衡操作。
图1所示实施例中，正向分离模块22接收线缆3上同时传输的正向串行数据与反向串行数据，并分离出正向串行数据输出给正向均衡模块23，正向均衡模块23对正向串行数据进行均衡操作，补偿包括线缆3的传输路线中对正向串行信号的衰减，使得经过正向均衡模块23均衡后的正向串行信号质量改善，正向时钟与数据恢复模块24接收经过正向均衡模块23均衡后的正向串行数据，进行正向时钟与数据恢复及解串操作，并输出正向接收数据201。
本发明中的正向串行数据分离、均衡及正向时钟与数据恢复及解串功能在图1所示实施例中分别由正向分离模块22、正向均衡模块23及正向时钟与数据恢复模块24实现完成。本发明中的正向串行数据分离、均衡及正向时钟与数据恢复及解串功能的实现方式不限于图1所示实施例的实现方式，也可以以其他实现方式完成。例如DFE均衡操作与正向时钟与数据恢复功能常常可包括在同一个电路环路中一并完成。正向串行数据分离、均衡及正向时钟与数据恢复及解串功能的其他实现方式也属于本发明的保护范围。
本发明多速率双向传输系统可以根据反向发送数据202所需要的传输带宽，从发送装置1与接收装置2共同支持的一种或多种反向串行速率中选择一个满足传输带宽要求的反向串行速率，如果有多种反向串行速率满足反向发送数据202的传输带宽要求，可以选择但不限于其中较低的反向串行速率，以便于减少信号衰减并增加传输距离。
如图1所示，发送装置1包括的反向分离模块12连接着线缆3，反向分离模块12接收线缆3上同时传输的正向串行数据与反向串行数据，并分离出反向串行数据。
发送装置1可以包含反向均衡模块13，当发送装置1包含反向均衡模块13时，如图1所示发送装置1中的虚线不连接，反向分离模块12将分离出的反向串行数据输出给反向均衡模块13，反向均衡模块13对反向串行信号进行均衡操作以便改善信号质量，并将均衡后的反向串行信号输出给反向时钟与数据恢复模块14。
发送装置1也可以不包含反向均衡模块13，当发送装置1不包含反向均衡模块13时，如图1所示发送装置1中的虚线连接，反向分离模块12将分离出的反向串行数据输出给反向时钟与数据恢复模块14。
反向时钟与数据恢复模块14进行时钟与数据恢复(clock and data recovery orCDR)及解串操作,输出反向接收数据102。
本发明中，反向串行速率低于正向串行速率，当反向串行速率较低时，包括线缆3的传输路线对反向串行信号的衰减较小，对反向串行信号质量影响较小，因此可以选择在发送装置1不包含反向均衡模块13，从而可简化电路。
本发明中，反向串行速率低于正向串行速率，反向串行数据的能量在频谱的低频部分，正向串行数据在经过编码后的低频能量降低，当正向串行数据的能量的主要部分与反向串行数据的能量的主要部分在频谱上错开或大部分错开时，反向分离模块12的电路可以简化，例如通过常用的低通滤波可以起到帮助将反向串行数据从线缆3上同时传输的正向串行数据与反向串行数据分离出来的作用。反向分离模块12还可以使用其他电路分离反向串行数据，其他常用的分离电路包括基于ADC(analog to digital converter)的echocancellation电路等。
反向均衡模块13接收从反向分离模块12分离出的反向串行数据，进行反向均衡(equalization)操作，反向均衡的作用为补偿包括线缆3的传输路线中对反向串行信号的衰减，便于后续进行反向时钟与数据恢复(CDR)及解串操作。
反向均衡模块13使用的反向均衡操作可以为CTLE(continuous time linearequalization)、FFE(feed forward equalization)、DFE(decision feedbackequalization)或其他均衡操作。
反向均衡模块13的作用是补偿包括线缆3的传输路线中对反向串行信号的衰减，而包括线缆3的传输路线对反向串行信号的衰减对于发送装置1来讲并不是已知的，衰减本身在不同的频率点上可能不同，而且随着线缆3的品质、长度而变化。进一步的，衰减情况也随着传输路线中除线缆3之外的其他因素而变化，如可能存在的连接器及PCB板上的走线等。
反向均衡模块13中CTLE(continuous time linear equalization)、FFE(feedforward equalization)、DFE(decision feedback equalization)均衡操作的原理及均衡算法与正向均衡模块23中相同，在此不再重复。
反向均衡模块13基于均衡算法，针对具体应用中的线缆3及包含线缆3的具体应用的传输路线，根据接收到的反向串行数据进行反向均衡训练，调整反向均衡操作的反向均衡系数，即计算并调整CTLE的零点、极点，及FFE与DFE的抽头系数，改善经过反向均衡模块13均衡后的反向串行信号质量，易于反向时钟与数据恢复模块14进行反向时钟与数据恢复及解串操作。
反向均衡模块13进行反向均衡训练时，反向加串模块21应发送均衡算法要求的反向串行数据，反向加串模块21发送的用于反向均衡模块13进行反向均衡训练的反向串行数据称为反向训练序列。
反向均衡模块13可以选择性的实现一个或多个反向均衡操作，反向均衡模块13实现的反向均衡操作不限于上述描述的CTLE、FFE及DFE。反向均衡模块13也可以实现其他的均衡操作。
本发明中的反向串行数据分离、均衡及反向时钟与数据恢复及解串功能在图1所示实施例中分别由反向分离模块12、反向均衡模块13及反向时钟与数据恢复模块14实现完成。本发明中的反向串行数据分离、均衡及反向时钟与数据恢复及解串功能的实现方式不限于图1所示实施例的实现方式，也可以以其他实现方式完成。例如DFE均衡操作与反向时钟与数据恢复功能常常可包括在一个电路环路中一并完成。反向串行数据分离、均衡及反向时钟与数据恢复及解串功能的其他实现方式也属于本发明的保护范围。
接收装置2需要用与发送装置1发送的正向串行速率相同的速率接收才能进行正确的正向均衡训练与正向串行数据接收。而发送装置1需要用与接收装置2发送的反向串行速率相同的速率接收才能进行正确的反向均衡训练与反向串行数据接收。
现有技术中，接收装置2为了能正确接收发送装置1发送的正向串行速率，需要搜索并在发送装置1可能发送的每一个正向串行速率下尝试进行正向均衡训练，如果在某个正向串行速率下训练成功，则认为此正向串行速率为发送装置1选择使用的正向串行速率，接收装置2然后在此速率下进行后续正向串行数据的接收。上述接收装置2搜索发送装置1可能发送的每一个正向串行速率的过程，耗时长，并且耗时随发送装置1支持的多种正向串行速率数量增加而增加。
进一步的，正向均衡训练所需的正向训练序列长度也随着正向均衡操作的不同而不同，一个只支持CTLE均衡操作的接收装置2在正常情况下比支持CTLE、FFE及DFE三种均衡操作的接收装置2进行正向均衡训练的时间要短，而且所需的正向训练序列长度，也受到正向串行数据是以NRZ或PAM-M方式(M为大于2的整数)发送的影响，所需的正向训练序列长度也受到正向串行数据的编码选择的影响，即正向串行数据是经过了码长为64b65b、64b66b、128b132b或其他码长的基于随机扰码的编码，还是经过了8b10b编码、9b10b编码或其他的直流平衡编码，也会影响所需的正向训练序列长度。
现有技术中，通常将正向训练序列长度预设为最差情况下的训练序列长度，以取得发送装置1与接收装置2间的最好的兼容性，但也因此进行正向均衡训练所需时间总是为最长情况，
上述描述的是现有技术在进行正向串行速率搜索及正向均衡训练时耗时长的问题，如果接收装置2也发送多种反向串行速率，或者发送装置1也进行反向均衡训练，则同样也存在反向串行速率搜索及反向均衡训练耗时长的问题。
本发明多速率双向传输系统使用的链路训练方法(以下简称链路训练方法)可以较短的时间选择正向与反向串行速率，并且发送正向训练序列与反向训练序列进行正向均衡训练与反向均衡训练。
链路训练方法包括两个阶段，配置阶段及训练阶段。
如图2所示，为本发明多速率双向传输系统链路训练方法实施例之示意图。如图2所示在配置阶段，发送装置1按照预设的正向配置串行速率发送一个或多个正向配置包，接收装置2按照此预设的正向配置串行速率接收正向配置包，并且接收装置2按照预设的反向配置串行速率发送一个或多个反向配置包，发送装置1按照此预设的反向配置串行速率接收反向配置包。
配置阶段发送与接收正向配置包与反向配置包是在预设的正向配置串行速率与反向配置串行速率下进行，预设的正向配置串行速率与反向配置串行速率为发送装置1与接收装置2所预先设定，不需进行正向或反向串行速率的搜索，因此可以缩短所需时间。
在配置阶段，发送装置1与接收装置2通过正向配置包与反向配置包进行通讯并选择发送装置1中与接收装置2中的正向串行速率、反向串行速率、正向训练序列长度及反向训练序列长度。
在配置阶段，发送装置1与接收装置2通过正向配置包与反向配置包进行通讯，沟通发送装置1与接收装置2共同支持的正向串行速率、反向串行速率，并选择一种双方共同支持的正向串行速率与反向串行速率，发送装置1与接收装置2对于正向串行速率、反向串行速率的选择可以分别基于但不限于正向发送数据101所需传输带宽及反向发送数据202所需传输带宽。
预设的正向配置串行速率可以包含在发送装置1与接收装置2共同支持的正向串行速率中，也可以为配置阶段发送与接收正向配置包所特有，不属于进行正向均衡训练及正常正向数据传输的正向串行速率。
预设的反向配置串行速率可以包含在发送装置1与接收装置2共同支持的反向串行速率中，也可以为配置阶段发送与接收反向配置包所特有，不属于进行反向均衡训练及正常反向数据传输的反向串行速率。
发送装置1与接收装置2对于正向训练序列长度、反向训练序列长度的选择可以分别根据发送装置1与接收装置2在具体实现中正向与反向均衡训练所需最短训练序列长度确定，也可以根据其他原则选择，影响训练序列长度的因素包括但不限于正向与反向相应的串行速率、均衡操作、编码等。
发送装置1与接收装置2通过正向配置包与反向配置包进行两个方向的通讯，本发明不限制正向配置包与反向配置包的发送顺序，在图2中，反向配置包先于正向配置包发送。图3为图2中所示的配置阶段实施例2之示意图，在图3中反向配置包后于正向配置包发送。
如果发送装置1或接收装置2其中一方所支持的正向串行速率与反向串行速率为另一方已知时，也可以只发送一个方向的配置包，即只发送正向配置包或反向配置包。图4为图2中所示的配置阶段实施例3之示意图，在图4中只发送反向配置包而不发送正向配置包。在这种情况下，接收装置2选择正向串行速率、反向串行速率、正向训练序列长度、反向训练序列长度并通过反向配置包发送给发送装置1。
图5为图2中所示的配置阶段实施例4之示意图，在图5中只发送正向配置包而不发送反向配置包。在这种情况下，发送装置1选择正向串行速率、反向串行速率、正向训练序列长度、反向训练序列长度并通过正向配置包发送给接收装置2。
图2、图3、图4、图5只是给出了发送装置1与接收装置2之间通讯并选择正向串行速率、反向串行速率、正向训练序列长度、反向训练序列长度的四种方式，发送装置1与接收装置2也可以使用其他方式通过正向配置包与反向配置包实现正向串行速率、反向串行速率、正向训练序列长度、反向训练序列长度在发送装置1与接收装置2之间的通讯与选择。
虽然本发明多速率双向传输系统支持线缆3上可以同时传输正向串行数据与反向串行数据，但在配置阶段还没有进行均衡训练，为了提高配置阶段的传输可靠性，正向配置包与反向配置包在线缆3上分时传输，使得一个方向的数据不受到另一个方向数据的干扰，从而提高配置阶段的正向配置包与反向配置包的传输可靠性。
为了进一步提高配置阶段的传输可靠性，发送装置1可以发送多个正向配置包，接收装置2可以发送多个反向配置包。正向配置包与反向配置包还可以带有纠错或检错编码，接收装置2只要正确接收到其中的一个正向配置包就可获得其包含的信息，发送装置1只要正确接收到其中的一个反向配置包就可获得其包含的信息。
在训练阶段，发送装置1按照在配置阶段所选择的正向串行速率及正向训练序列长度发送正向训练序列，接收装置2按照在配置阶段所选择的正向串行速率及正向训练序列长度接收正向训练序列并进行正向均衡训练。
在训练阶段，接收装置2按照在配置阶段所选择的反向串行速率及反向训练序列长度发送反向训练序列，发送装置1按照在配置阶段所选择的反向串行速率及反向训练序列长度接收反向训练序列并进行反向均衡训练。
在如图2所示的训练阶段，先发送反向训练序列并进行反向均衡训练，再发送正向训练序列并进行正向均衡训练。反向训练序列与正向训练序列在线缆3上分时传输。
图6为图2中所示的训练阶段实施例2之示意图，在图6中先发送正向训练序列并进行正向均衡训练，再发送反向训练序列并进行反向均衡训练。
图7为图2中所示的训练阶段实施例3之示意图，在图7中发送正向训练序列与发送反向训练序列的时间可以重叠，即正向训练序列与反向训练序列同时发送于线缆3上。
发送装置1可以选择在发送装置1与接收装置2同时驱动的时候进行反向均衡训练，这时训练结果包含了正向串行数据对接收反向训练序列的影响，也更好的符合在训练阶段之后的正常工作中，同时传输正向串行数据与反向串行数据的实际工作情况。
接收装置2可以选择在发送装置1与接收装置2同时驱动的时候进行正向均衡训练，这时训练结果包含了反向串行数据对接收正向训练序列的影响，也更好的符合在训练阶段之后的正常工作中，同时传输正向串行数据与反向串行数据的实际工作情况。
图8为图2中所示的训练阶段实施例4之示意图，在图8中只发送正向训练序列并进行正向均衡训练，而不发送反向训练序列并进行反向均衡训练。发送装置1可以不包含反向均衡模块13，图8所示之示意图可以应用于发送装置1不包含反向均衡模块13的情况。
发送装置1与接收装置2也可以都只支持同一个反向串行速率，这种情况通常发生在反向发送数据202所需要的传输带宽较低，一种反向串行速率就可以满足所有要求的情况下，这是，反向串行速率可以为固定速率，这时可以不在发送装置1与接收装置2间通讯与选择反向串行速率。
当反向串行速率较低时，反向串行信号的衰减较小，发送装置1可以不包含反向均衡模块13，或者发送装置1虽然包含反向均衡模块13，但反向均衡模块13可以按照预设参数与系数进行配置，这时在训练阶段可以不发送反向训练序列及进行反向均衡训练，因此也可以不在发送装置1与接收装置2间通讯与选择反向训练序列长度。
本发明提出了一种多速率双向传输系统的链路训练方法，本发明可以同时在线缆上发送正向串行数据与反向串行数据，多速率双向传输系统从支持的一种或多种正向串行速率中选择一个满足正向传输带宽要求的正向串行速率传输正向串行数据，多速率双向传输系统并从支持的一种或多种反向串行速率中选择一个满足反向传输带宽要求的反向串行速率传输反向串行数据。本发明提出的链路训练方法由配置阶段与训练阶段组成，在配置阶段，发送装置与接收装置按照预设正向与反向速率分时发送正向配置包及反向配置包，在发送装置与接收装置之间通讯与选择正向与反向串行速率、正向与反向训练序列长度，在训练阶段发送装置与接收装置按照选择后的正向与反向串行速率、正向与反向训练序列长度发送正向与反向训练序列并进行正向与反向均衡训练。本发明通过在配置阶段通讯与选择正向与反向串行速率，避免了在训练阶段对正向与反向串行速率的搜索，可简化设计并提高链路训练速度，同时，在配置阶段可以通讯与选择具体实现中均衡训练所需的正向与反向训练序列长度，可以避免以最差情况预设正向与反向训练序列长度，从而可以进一步提高链路训练速度。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做出任何形式上的限定，本发明请求的保护范围当以权利要求书所记载的内容为准，凡是依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的一切简单变化、等同替换或分解合并，均仍属于本发明技术方案的请求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多速率双向传输系统的链路训练方法，所述多速率双向传输系统包括发送装置、接收装置、线缆，发送装置通过线缆连接接收装置，其特征在于：
发送装置发送正向串行数据到线缆，接收装置发送反向串行数据到线缆，线缆上同时传输正向串行数据及反向串行数据，
发送装置支持一种或多种正向串行速率，接收装置支持一种或多种正向串行速率，发送装置与接收装置中至少一方支持多种正向串行速率,
发送装置从线缆接收并分离出反向串行数据，进行时钟与数据恢复与解串操作，
接收装置从线缆接收并分离出正向串行数据，并进行正向均衡操作及时钟与数据恢复与解串操作，多速率双向传输系统使用链路训练方法从发送装置与接收装置共同支持的一种或多种正向串行速率中选择一种正向串行速率，并选择正向训练序列长度，进行正向均衡训练，
所述链路训练方法包括两个阶段，配置阶段及训练阶段，
在配置阶段，发送装置按照预设的正向配置串行速率发送一个或多个正向配置包，接收装置按照此预设的正向配置串行速率接收正向配置包，并且接收装置按照预设的反向配置串行速率发送一个或多个反向配置包，发送装置按照此预设的反向配置串行速率接收反向配置包，发送装置与接收装置通过正向配置包与反向配置包沟通双方共同支持的正向串行速率并从共同支持的一种或多种正向串行速率中选择一种正向串行速率，发送装置与接收装置并选择正向训练序列长度，
在训练阶段，发送装置按照在配置阶段所选择的正向串行速率及正向训练序列长度发送正向训练序列，接收装置按照在配置阶段所选择的正向串行速率及正向训练序列长度接收正向训练序列并进行正向均衡训练，所述正向均衡训练为根据接收到的正向训练序列调整正向均衡操作的正向均衡系数，从而改善经过正向均衡操作后的正向串行信号质量。
2.根据权利要求1所述的一种多速率双向传输系统的链路训练方法，其特征在于：
所述反向串行速率低于正向串行速率。
3.根据权利要求1所述的一种多速率双向传输系统的链路训练方法，其特征在于：
所述正向配置包与反向配置包在线缆上分时传输。
4.根据权利要求1所述的一种多速率双向传输系统的链路训练方法，其特征在于：
所述正向配置包与反向配置包还带有纠错或检错编码。
5.根据权利要求1所述的一种多速率双向传输系统的链路训练方法，其特征在于：
所述接收装置支持一种或多种反向串行速率，所述发送装置支持一种或多种反向串行速率，在所述链路训练方法的配置阶段，发送装置与接收装置通过正向配置包与反向配置包还沟通双方共同支持的反向串行速率并从共同支持的一种或多种反向串行速率中选择一种反向串行速率。
6.根据权利要求1所述的一种多速率双向传输系统的链路训练方法，其特征在于：
所述发送装置从线缆接收并分离出反向串行数据，并进行时钟与数据恢复与解串操作，发送装置并且进行反向均衡操作，在所述链路训练方法的配置阶段，发送装置与接收装置通过正向配置包与反向配置包还选择反向训练序列长度，并在所述链路训练方法的训练阶段进行反向均衡训练，
在训练阶段，接收装置按照在配置阶段所选择的反向训练序列长度发送反向训练序列，发送装置按照在配置阶段所选择的反向训练序列长度接收反向训练序列并进行反向均衡训练，所述反向均衡训练为根据接收到的反向训练序列调整反向均衡操作的反向均衡系数，从而改善经过反向均衡操作后的反向串行信号质量。
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