CN115225574A - 具有用于均衡的一个或更多个查找表的端到端链路信道 - Google Patents

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Abstract

公开了用于促进具有用于均衡的一个或更多个查找表的端到端链路信道的实施例。示例系统包括第一收发机和第二收发机。第一收发机包括时钟数据恢复(CDR)电路，该时钟数据恢复电路被配置为从交换机接收通信数据并且管理与通信数据的均衡相关联的查找表。所述第一收发机还包括第一驱动器电路，所述第一驱动器电路通信地耦接到所述CDR电路且被配置为生成与所述通信数据相关联的电信号。第二收发机包括第二驱动器电路，所述第二驱动器电路通信地耦接到所述第一收发机，所述第二驱动器电路被配置为从所述第一收发机接收所述电信号并且基于所述电信号调制激光源以经由所述激光源生成光信号。

Description

具有用于均衡的一个或更多个查找表的端到端链路信道
技术领域
本发明的实施例总体上涉及用于计算机网络系统的端到端链路信道的均衡。
背景技术
正在开发计算机网络系统(例如，数据中心基础设施)以维持对与通信系统(例如，5G通信系统)、物联网(IoT)、人工智能(AI)等相关的技术的增加的需求。然而，计算机网络系统的增加的性能通常导致计算机网络系统的增加的功耗。因此，期望降低功耗，同时还提高计算机网络系统的性能。
发明内容
本发明的示例实施例总体上涉及提供具有用于与计算机网络系统有关的均衡的一个或更多个查找表的端到端链路信道的一个或更多个系统、一个或更多个方法和装置。在本说明书中描述的主题的一些实施例的细节在以下附图和描述中阐明。从描述、附图和权利要求中，主题的其他特征、方面和优点将变得显而易见。
在一个实施例中，一种系统包括第一收发机和第二收发机。所述第一收发机包括时钟数据恢复(CDR)电路和第一驱动器电路。CDR电路被配置为从交换机接收通信数据并且管理与通信数据的均衡相关联的查找表。所述第一驱动器电路通信地耦接到所述CDR电路且被配置为生成与所述通信数据相关联的电信号。第二收发机包括第二驱动器电路。所述第二驱动器电路通信地耦接到所述第一收发机。此外，第二驱动器电路被配置为从第一收发机接收电信号并且基于电信号调制激光源以经由激光源生成光信号。
在一些实施例中，CDR电路被配置为调整查找表以用于通信数据的预均衡。在一些实施例中，CDR电路被配置为调整查找表以实现通信数据的前馈均衡。在一些实施例中，CDR电路被配置为调谐由查找表配置的一个或更多个前馈均衡器系数。在一些实施例中，查找表被嵌入在CDR电路中。在一些实施例中，第二收发机被附接到交换机的前面板。在一些实施例中，激光源是垂直腔面发射激光器。在一些实施例中，激光源是外部调制激光器。
在另一个实施例中，一种系统包括第一收发机和第二收发机。第一收发机包括被配置为基于光信号生成电信号的光电二极管。第二收发机包括驱动器电路和CDR电路。驱动器电路通信地耦接到第一收发机，并且被配置为从第一收发机接收电信号并基于电信号生成修改的电信号。CDR电路被配置为基于该经修改的电信号来生成通信数据并且管理与通信数据的均衡相关联的查找表。
在一些实施例中，CDR电路被配置为调整查找表以用于通信数据的后均衡。在一些实施例中，CDR电路被配置为调整查找表以实现通信数据的前馈均衡。在一些实施例中，CDR电路被配置为调谐由查找表配置的一个或更多个前馈均衡器系数。在一些实施例中，查找表嵌入在CDR电路中。在一些实施例中，CDR电路被配置为将通信数据提供给交换机。在一些实施例中，CDR电路被配置为将通信数据存储在存储器中。在一些实施例中，CDR电路被配置为向处理单元提供通信数据。在一些实施例中，所述第一收发机包括跨阻放大器(TIA)。在一些实施例中，TIA被配置为修改由光电二极管提供的电信号。在一些实施例中，TIA通信地耦接至第二收发机。
在又一个实施例中，提供了一种用于经由第一收发机的第一CDR电路执行对于通信数据的第一均衡过程的方法。所述方法还用于经由光通信通路传输通信数据。此外，该方法用于经由第二收发机的第二CDR电路来执行对于通信数据的第二均衡过程。
在一些实施例中，执行所述第一均衡过程包括在经由所述光通信通路传输所述通信数据之前执行所述通信数据的预均衡。在一些实施例中，执行第二均衡过程包括在经由光通信通路传输通信数据之后执行通信数据的后均衡。
提供以上概述仅用于概述一些示例实施例的目的，以便提供对本发明的某些方面的基本理解。因此，应当理解的是，上述实施例仅是示例并且不应被解释为以任何方式缩小本发明的范围或精神。应当理解，本发明的范围除了这里概述的实施例之外还包括许多可能的实施例，其中一些将在下面进一步描述。
附图说明
因此已经概括地描述了本公开，现在将参考附图，这些附图不一定按比例绘制，并且其中：
图1示出了根据本公开的一个或更多个实施例的采用端到端链路信道的示例计算机网络系统；
图2示出了根据本公开的一个或更多个实施例的示例收发机；
图3示出了根据本公开的一个或更多个实施例的另一个示例收发机；
图4示出了根据本公开的一个或更多个实施例的示例端到端链路信道；
图5示出了根据本公开的一个或更多个实施例的示例均衡信道；
图6示出了根据本公开的一个或更多个实施例的示例查找表；
图7是示出了根据本公开的一个或更多个实施例的用于促进具有用于均衡的一个或更多个查找表的端到端链路信道的示例方法的流程图；以及
图8示出了根据本公开的一个或更多个实施例的可以嵌入在通信系统中的示例计算系统。
具体实施方式
现在将参考附图在下文中更全面地描述示例实施例，在附图中示出了一些但不是所有实施例。实际上，这些实施例可以采取许多不同的形式并且不应被解释为局限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例以使得本公开将满足适用的法律要求。相同的参考标号始终表示相同的元件。在本文中可使用的术语“示例性”和“示例”并非设置为传达任何定性评估，而是仅仅传达示例的说明。因此，任何这样的术语的使用不应被认为限制本发明的实施例的精神和范围。
高性能计算(HPC)和数据中心(DC)通信的领域持续经历了对高容量、低延迟、低功耗以及小尺寸的互连的巨大增长的需求。各个应用(诸如HPC集群、通信(例如，5G通信等)、物联网(IoT)、人工智能(AI)、深度学习、云计算、计算机数据存储、图形处理单元(GPU)、并行处理、移动系统等)均受益于高容量、低延迟、低功耗以及小尺寸的互连。
HPC或DC系统的性能通常通过不同参数来测量，这些参数诸如但不限于处理性能、每秒运算、占用空间、功耗等。具体地，功耗通常与HPC或DC系统的性能非常相关。然而，对于功耗通常需要考虑许多技术方面。例如，可插拔设备的功耗通常受到技术标准的限制。所以，在设计新的可插拔设备时，功耗通常是高优先级的设计因素。此外，当配置HPC或DC系统以用于特定数据速率(例如，14G、28G、50G、100G或200G)时，通常需要更多的电力来充分地向HPC或DC系统的组件供电。
此外，调制格式也已经演进，并且HPC或DC系统通常采用脉冲幅度调制(PAM)-4作为常见调制技术。例如，PAM-4在大致相同的带宽提供与不归零(NRZ)相比两倍的容量。然而，PAM-4通常还需要复杂的底层系统架构。例如，对于NRZ链路，接收器可具有两个限幅器(slicer)来确定所接收的级别。在这方面，第一限幅器可被配置作为主要辨识器，并且第二限幅器可被配置为监控信号、生成误码率分布、判定是否需要对第一限幅器进行任何改变等。在PAM-4系统中，通常采用四个切片。例如，对于PAM-4系统，每个级别可以有一个主限幅器，并且第四个限幅器用于监控。因此，与NRZ相比，PAM-4通常导致更复杂的底层硅和额外的功耗。
在HPC或DC系统中，端到端链路信道可以由不同的处理块组成，如一个或更多个激光源、一个或更多个光电二极管、一个或更多个跨阻放大器、一个或更多个调制器驱动器、一个或更多个键合接线连接、一个或更多个光纤连接等。为了确保端到端链路中可接受的信号完整性，系统需要确保由信道引起的信号失真被适当地补偿，诸如通过在接收机或发射机处实现均衡，或者通过在发射机处实现预编码。
均衡可以通过前馈均衡器(FFE)实现。FFE通常使用数字有限脉冲响应(FIR)滤波器来实现。FIR滤波器通常具有前标抽头和后标抽头，每个具有不同权重，其匹配端到端链路的脉冲响应的倒数，从而有效地均衡在这种链路上传输的信号。FFE均衡器可以同时放置在发射机、接收机或者两侧。可替代地，判决反馈均衡器(DFE)可被放置在接收机处以均衡后标干扰。DFE对当前恢复的比特进行采样，应用信道传递函数的倒数，估计后标干扰的量，并且从输入信号中减去该量，从而允许正确恢复下一比特。
目前，诸如交换机等的网络组件通过光可插拔设备与组件连接。例如，交换机(或终端系统)可以通过第一收发机连接到前面板。由于从交换机到前面板的连接通常基于电通路，因此在交换机和前面板之间通常不采用光通路。此外，在前面板之间，通常采用包含光电链和电光链的连接。光电链和/或电光链通常包括多个时钟数据恢复(CDR)电路(例如，光电链和/或电光链中的多个收发机中的CDR电路)，所述CDR电路被配置用于均衡信号、重定时信号和/或信号的幅度调整。然而，采用多个CDR电路在占用空间、延迟和功耗方面可能是昂贵的。此外，对于诸如PAM-4信令信道或更高阶信令信道的某些更高阶信令信道，采用多个CDR电路通常导致占用空间增加、延迟增加和/或功耗增加。
因此，为了解决这些和/或其他问题，在此公开了具有用于均衡的一个或更多个查找表的端到端链路信道。在一个或更多个实施例中，可以通过优化端到端链路信道中的一个或更多个处理块的位置来减少计算机网络系统的功耗。例如，在一个实施例中，可以通过优化端到端链路信道中的一个或更多个CDR电路的位置来减少计算机网络系统的功耗。在一个或更多个实施例中，可以在端到端链路信道的开始和结束处(例如，而不是在端到端链路信道的每个接口处)实现均衡。在一个或更多个实施例中，通过优化端到端链路信道中的一个或更多个CDR电路的位置，可以增加收发机的均衡能力以便为计算机网络系统提供端到端的无再生链路。在一个或更多个实施例中，一个或更多个CDR电路的均衡器可以基于查找表，该查找表被配置为均衡经由端到端链路信道传输的数据的线性和/或非线性特征。在一个或更多个实施例中，可以在计算机网络系统的实时操作期间重新配置一个或更多个CDR电路的查找表。
图1示出了根据本公开的一个或更多个实施例的系统100，该系统提供具有用于均衡的一个或更多个查找表的端到端链路信道。在一个或更多个实施例中，系统100是计算机网络系统。例如，系统100可以是HPC系统。在另一示例中，系统100可以是DC系统。系统100包括交换机102和终端系统104。交换机102可以是网络交换机，例如以太网交换机、无限带宽(InfiniBand)交换机或其他类型的网络交换机。在一个实施例中，终端系统104可以是另一交换机(例如，另一网络交换机)。在另一个实施例中，终端系统104可以是存储器。在又一个实施例中，终端系统104可以是处理单元，诸如中央处理单元、图形处理单元或其他类型的处理单元。
系统100还包括交换机102与终端系统104之间的端到端链路信道106。在一个或更多个实施例中，端到端链路信道106包括收发机108、收发机110、收发机112和收发机114。在实施例中，收发机108和收发机114可以被配置为第一类型的收发机。此外，收发机110和收发机112可以被配置为第二类型的收发机。例如，在一个实施例中，收发机108和收发机114可配置有相同类型和/或数目的处理块。此外，收发机110和收发机112可以配置有相同类型和/或数量的处理块，其中收发机110和收发机112的处理块与收发机108和收发机114的处理块不同。在一个或更多个实施例中，收发机108和收发机114的处理块包括具有嵌入式查找表的第一CDR电路、驱动器、跨阻放大器(TIA)和/或具有不同嵌入式查找表的第二CDR电路。在一个或更多个实施例中，收发机110和收发机112的处理块可包括驱动器、激光源、光电二极管和/或TIA。
收发机108可以通信地耦接至交换机102。在一个实施例中，收发机108可以是可插拔收发机，其被配置为附接至交换机102的一个或更多个端口和从交换机102的一个或更多个端口分离。在另一个实施例中，收发机108可集成到交换机102中。在另一个实施例中，收发机108可集成到交换机102的电路板中。在一个或更多个实施例中，收发机108可以被配置为从交换机102接收通信数据以便经由端到端链路信道106传输到终端系统104。收发机108还可以经由电通信通路116通信地耦接至收发机110。在某些实施例中，收发机110可附接至交换机102的前面板118。在一个实施例中，收发机110可集成到前面板118中。在另一个实施例中，收发机110可集成到前面板118的电路板中。在某些实施例中，收发机108和/或收发机110可以经由一个或更多个可拆卸连接附接至前面板交换机102的集成电路装置。然而，应当理解，在某些实施例中，收发机108和/或收发机110可以相对于交换机102和/或前面板118以不同的配置实现。收发机110可经由光通信通路120通信地耦接至收发机112。在某些实施例中，收发机112可以附接到终端系统104的前面板122上。收发机112可以经由电通信通路124通信地耦接至收发机114。此外，收发机114可以通信地耦接到终端系统104。
图2示出了根据本公开的一个或更多个实施例的示例收发机200的框图。收发机200可以对应于收发机108和/或收发机114。收发机200包括CDR电路202、驱动器电路204、CDR电路206和/或驱动器208。在某些实施例中，收发机200可被配置用于M个通路，其中M是整数。此外，收发机200的每一通路可包括和/或可配置成采用CDR电路202、驱动器电路204、CDR电路206和/或驱动器208。在某些实施例中，收发机200可附加地包括在CDR电路202、驱动器电路204、CDR电路206和/或驱动器208内和/或之间的一个或更多个放大块。在某些实施例中，一个或更多个放大块可被配置成将信号的电压电平调整到某个电压电平以促进由CDR电路202、驱动器电路204、CDR电路206和/或驱动器208进行的处理。
CDR电路202可以被配置成用于对通信数据210进行均衡、重定时和/或幅度调整。在一些实施例中，通信数据210可以是包括一个或更多个比特的数字信号。通信数据210可以是二进制数据流。此外，在一个或更多个实施例中，通信数据210可以是调制信号。例如，在一个实施例中，通信数据210可以是脉冲幅度调制4(PAM-4)信号。在另一个实施例中，通信数据210可以是PAM-8信号。在另一个实施例中，通信数据210可以是PAM-N信号，其中N是整数。在另一个实施例中，通信数据210可以是NRZ信号。在另一个实施例中，通信数据210可以是多二进制信号。在另一个实施例中，通信数据210可以是双二进制信号。然而，应当理解，在某些实施例中，通信数据210可以被配置为不同类型的信号。在一个或更多个实施例中，CDR电路202可以基于查找表203来执行对通信数据210的均衡，该查找表被配置成对通信数据210的线性和/或非线性特征进行均衡。此外，在一个或更多个实施例中，CDR电路202可以被配置成管理与通信数据210的均衡相关联的查找表203。例如，在某些实施例中，CDR电路202可以被配置成调整查找表203，以便对通信数据210进行预均衡(例如，在经由光通信通路传输通信数据210之前)。在另一个示例中，在某些实施例中，CDR电路202可以被配置为调整查找表203，以实现通信数据210的前馈均衡。在某些实施例中，CDR电路202可以被配置为调谐由查找表203配置的一个或更多个前馈均衡器系数。在一个或更多个实施例中，查找表203被嵌入在CDR电路202中。
在一个或更多个实施例中，CDR电路202可以被配置成从交换机102到终端系统104进行均衡。例如，在一个或更多个实施例中，CDR电路202可以配置有传递函数(例如，信道传递函数)以均衡从交换机102到终端系统104的端到端链路信道106。在一个或更多个实施例中，CDR电路202可以被配置成用于对从交换机102到终端系统104的端到端链路信道106进行预均衡。在某些实施例中，可以基于CDR电路202的调谐机制的配置来确定由CDR电路202提供的预均衡程度。另外或可替代地，在某些实施例中，可以基于查找表203(例如，查找表203的抽头的数量、查找表203的预抽头的数量、查找表203的后抽头的数量等)来确定由CDR电路202提供的预均衡程度。
在一些实施例中，CDR电路202可以被配置成校准查找表203。查找表203可被配置为将一个或更多个输入值映射到输出值。在一些实施例中，查找表203是嵌入在CDR电路202中并且由CDR电路202控制的基于硬件的查找表电路。例如，查找表203可以包括一个或更多个硬件门、一个或更多个硬件锁存器、一个或更多个硬件继电器和/或一个或更多个其他硬件组件。在实施例中，CDR电路202可以调谐查找表203的一个或更多个转换。查找表203的转换可以包括初始状态和结束状态。另外，在某些实施例中，查找表203的硬件组件可以与对应的转换相关联。例如，在某些实施例中，查找表203的转换可以包括一个或更多个互连和/或一个或更多个硬件组件。在另一个实施例中，查找表203的一个或更多个硬件组件的权重可由CDR电路202调谐。在某些实施例中，可以重复调谐查找表202的一个或更多个硬件组件的权重，直到通信数据210满足定义的质量标准。例如，在某些实施例中，可以重复调谐查找表202的一个或更多个硬件组件的权重，直到通信数据210满足定义的光通信质量度量。
在一些实施例中，CDR电路202和/或驱动器电路204可以利用查找表203来生成电信号212。在一些实施例中，查找表203可被配置为仅执行均衡。例如，在一些实施例中，查找表203还可以被配置为考虑对通信数据210的均衡(诸如通过将查找表值调整为考虑均衡)。在涉及均衡的一些实施例中，查找表203的输入值可被加权以匹配包含均衡因子的期望输出值。在一些情况下，查找表203可附加地或替代地用于实现不同的编码，诸如科斯塔(Costa)预编码、汤姆林森-原岛(Tomlinson-Harashima)预编码、格雷(Gray)编码等。在一些实施例中，基于查找表203来调整通信数据210的一个或更多个信号参数，诸如符号持续时间、幅度或其他信号参数。在与编码相关的另一个实施例中，可以基于与编码相关联的数字值对查找表203的输入值进行加权。例如，在某些实施例中，可以基于与Costa预编码相关联的数字值、与Tomlinson-Harashima预编码相关联的数字值、或与格雷编码相关联的数字值来对查找表203的输入值进行加权。
驱动器电路204可以被配置成将通信数据210转换成电信号212以用于经由电通信通路(例如，电通信通路116或电通信通路124)传输。例如，驱动器电路204可通信地耦接到CDR电路202。此外，驱动器电路204可被配置为生成与通信数据210相关联的电信号212。在某些实施例中，驱动器电路204可以被配置为基于通信数据210生成差分输出电压和/或放大输出电压，以便促进电信号212的传输和/或促进经由端到端链路信道106的光源的调制。例如，在某些实施例中，驱动器电路204可以是差分驱动器电路。在另一示例中，驱动器电路204可以是放大器电路(例如，单端放大器电路)。在收发机200对应于收发机108的实施例中，通信数据210可以由交换机102提供。此外，在这个实施例中，电信号212可以经由电通信通路116传输。
驱动器208可以被配置成将电信号214配置、调节和/或放大成用于CDR电路206的经修改的电信号(例如，经放大的电信号)。例如，驱动器208可以被配置成针对CDR电路206生成差分输出电压和/或放大输出电压(例如，基于电信号214)。在某些实施例中，驱动器208可以被配置成为电信号214提供增益控制。在某些实施例中，驱动器电路208可以是差分驱动器电路。在某些实施例中，驱动器电路208可以是放大器电路(例如，单端放大器电路)。在某些实施例中，驱动器电路208可以是调节电路。
CDR电路206可以被配置成用于均衡、重定时和/或幅度调整以提供通信数据216。在一个或更多个实施例中，CDR电路206可以基于查找表207对通信数据216执行均衡，该查找表被配置成对通信数据216的线性和/或非线性特征进行均衡。此外，在一个或更多个实施例中，CDR电路206可以被配置成管理与通信数据216的均衡相关联的查找表207。例如，在某些实施例中，CDR电路206可以被配置成调整查找表207以便对通信数据216进行后均衡(例如，在基于经由光通信通路传输的光信号生成电信号215之后)。在另一示例中，在某些实施例中，CDR电路206可以被配置成调整查找表207以实现对通信数据216的前馈均衡。在某些实施例中，CDR电路207可以被配置为调谐由查找表206配置的一个或更多个前馈均衡器系数。在一个或更多个实施例中，查找表207被嵌入在CDR电路206中。在收发机200对应于收发机114的实施例中，电信号214可由收发机112经由电通信通路124提供。此外，在该实施例中，通信数据216可以被提供给终端系统104。在一个或更多个实施例中，提供给终端系统104的通信数据216的值可以对应于由交换机102提供的通信数据210的值。
在一个或更多个实施例中，CDR电路206可以被配置成从终端系统104到交换机102进行均衡。例如，在一个或更多个实施例中，CDR电路206可以配置有传递函数(例如，信道传递函数)以均衡从终端系统104到交换机的端到端链路信道106。在实施例中，CDR电路206的传递函数可以不同于CDR电路202的传递函数。在实施例中，CDR电路206的传递函数可以约等于CDR电路202的传递函数。在一个或更多个实施例中，CDR电路206可以被配置用于从终端系统104到交换机102的端到端链路信道106的后均衡。在某些实施例中，可以基于CDR电路206的调谐机制的配置来确定由CDR电路206提供的预均衡程度。例如，CDR电路206的调谐机制可以与CDR电路202的调谐机制不同地配置。附加地或可替代地，在某些实施例中，可以基于查找表207(例如，查找表207的抽头的数量、查找表207的预抽头的数量、查找表207的后抽头的数量等)来确定由CDR电路206提供的预均衡的程度。在某些实施例中，查找表207的抽头的数量和/或抽头的类型可以不同于查找表203的抽头的数量和/或抽头的类型。
在一些实施例中，CDR电路206可以被配置成校准查找表207。查找表207可被配置为将一个或更多个输入值映射到输出值。在一些实施例中，查找表207是嵌入在CDR电路206中并且由CDR电路206控制的基于硬件的查找表电路。例如，查找表207可以包括一个或更多个硬件门、一个或更多个硬件锁存器、一个或更多个硬件继电器和/或一个或更多个其他硬件组件。在实施例中，CDR电路206可以调谐查找表207的一个或更多个转换。查找表207的转换可以包括初始状态和结束状态。此外，在某些实施例中，查找表207的硬件组件可以与对应的转换相关联。例如，在某些实施例中，查找表207的转换可包括一个或更多个互连和/或一个或更多个硬件组件。在另一个实施例中，查找表207的一个或更多个硬件组件的权重可由CDR电路206调谐。例如，可以重复调谐查找表207的一个或更多个硬件组件的权重，直到通信数据216满足定义的质量标准。
在一些实施例中，CDR电路206可以利用查找表207基于电信号214来生成通信数据216。在一些实施例中，查找表207可被配置为执行均衡。例如，在一些实施例中，查找表207还可以被配置成将通信数据216的均衡考虑在内(诸如通过将查找表值调整为将均衡考虑在内)。在涉及均衡的一些实施例中，查找表207的输入值可以被加权以匹配包含均衡因子的期望输出值。在一些情况下，查找表207可附加地或替代地用于实现不同的编码，诸如Costa预编码、Tomlinson-Harashima预编码、Gray编码等。在一些实施例中，基于查找表207来调整通信数据216的一个或更多个信号参数，诸如符号持续时间、幅度或其他信号参数。在与编码相关的另一个实施例中，查找表207的输入值可基于与编码相关联的数字值来加权。例如，在某些实施例中，可以基于与Costa预编码相关联的数字值、与Tomlinson-Harashima预编码相关联的数字值、或与格雷编码相关联的数字值来对查找表207的输入值进行加权。
图3示出了根据本公开的一个或更多个实施例的示例收发机300的框图。收发机300可以对应于收发机110和/或收发机112。收发机300包括驱动器电路302、激光源304、TIA306和/或光电二极管308。在某些实施例中，收发机300可配置用于M个通路，其中M是整数。此外，收发机300的每个通路可包括和/或可被配置为采用驱动器电路302、激光源304、TIA306和/或光电二极管308。
驱动器电路302可以通信地耦接至收发机(例如，收发机200)。例如，驱动器电路302可经由电通信通路(例如，电通信通路116或电通信通路124)通信地耦接到驱动器电路204。此外，驱动器电路302可接收电信号310。在实施例中，电信号310可以对应于由驱动器电路204提供的电信号212。在一个或更多个实施例中，驱动器电路302可配置成基于电信号310调制激光源304以经由激光源304生成光信号312。光信号312可经由光通信通路120传输。在收发机300对应于收发机110的实施例中，电信号310可由收发机108提供。进一步地，在本实施例中，光信号312可以通过光通信通路120传输至收发机112。
激光源304可以包括一个或更多个光源。例如，在一个或更多个实施例中，激光源304可以包括至少一个垂直腔面发射激光器(VCSEL)、至少一个外部调制激光器(EML)和/或至少一个电吸收调制器或直接调制激光器(DML)。在一个或更多个实施例中，激光源304可被配置为促进光信号312的通信。在一个实施例中，激光源304可被配置为发射光信号312。例如，光信号312可以是与用于经由光通信通路120传输的通信数据相关联的光信号。例如，在一个或更多个实施例中，光信号312可以是经由光通信通路120以10G、25G、40G、50G、100G、200G、400G或另一数据速度传输数据的电磁信号。在一个或更多个实施例中，激光源304可以特定波长(例如，850nm或另一波长)发射光信号312。
在某些实施例中，激光源304是半导体激光二极管，该半导体激光二极管相对于激光源304的顶表面竖直地发射光信号312。例如，在一个或更多个实施例中，激光源304可以包括平行于晶圆表面的一组反射镜(例如，一组分布式布拉格反射镜)、一个或更多个氧化物层、增益区、和/或激光腔(例如，有源区)以促进用于光信号的激光的生成。在一个或更多个实施例中，激光源304的反射镜组(例如，分布式布拉格反射镜组)可包括具有交替的高折射率和低折射率的层组，以促进用于光信号的激光的产生。在非限制性示例中，激光源304可与4x光纤信道数据链路相关联。在某些实施例中，光信号312的光路可包括反射镜，以便于光信号312经由光通信通路120的传输。例如，在一个或更多个实施例中，反射镜可以是将光信号312重定向和/或引导至光通信通路120的光路组件(例如，反射表面)。在一个或更多个实施例中，光通信通路120可以是传输红外光脉冲的一个或更多个光纤(例如，一个或更多个透明光纤连接、一个或更多个光纤线等)。在实施例中，光通信通路120可以包括用于传输光信号的第一光纤线和用于接收光信号的第二光纤线。
光电二极管308可以被配置成基于光信号314生成电信号。在收发机300对应于收发机112的实施例中，光信号314可对应于由收发机110的激光源304提供的光信号312。在一个或更多个实施例中，由光电二极管308基于光信号314生成的电信号可以是被TIA 306转换成电信号316的电流信号。例如，TIA 306可被配置为将与由光电二极管308生成的电信号相关联的电流转换成由电信号316表示的差分电压。在收发机300对应于收发机112的实施例中，电信号316可经由电通信线路124提供至收发机114。此外，在收发机300对应于收发机112的实施例中，电信号316可以对应于由驱动器208接收的电信号214。
图4示出了根据本公开的一个或更多个实施例的端到端链路信道106的示例框图。例如，图4中示出的端到端链路信道106可以是交换机102和终端系统104之间的示例端到端链路信道。在一个或更多个实施例中，用于端到端链路信道106的处理块的链包括收发机108的CDR电路202和驱动器电路204、收发机110的驱动器电路302和激光源304、收发机112的光电二极管308和TIA306、以及收发机114的驱动器208和CDR电路206，以促进交换机102和终端系统104之间的通信数据的传输。因此，与在交换机和终端系统之间具有较大数目的处理块(例如，较大数目的CDR电路)的处理块的常规链相比，端到端链路信道106可以提供对于通信数据的传输的延迟和功耗的减少。
图5示出了根据本公开的一个或更多个实施例的由端到端链路信道106提供的均衡信道500的示例框图。例如，在一个或更多个实施例中，用于端到端链路信道106的处理块的链包括收发机108的CDR电路202和驱动器电路204、收发机110的驱动器电路302和激光源304、收发机112的光电二极管308和TIA306、以及收发机114的驱动器208和CDR电路206，以促进交换机102和终端系统104之间的通信数据的传输。因此，端到端链路信道106可以提供与收发机108的驱动器电路204、收发机110的驱动器电路302和激光源304、收发机112的光电二极管308和TIA 306以及收发机114的驱动器208相关联的单个均衡信道(例如，均衡信道500)。
常规地，交换机与终端系统之间的端到端链路信道在处理组件之间的中间接口处利用两个或更多个附加CDR电路，从而使得常规端对端链路信道包含需要均衡的三个或更多个不同的信道。因此，常规的端到端链路信道通常引入不期望的开销，因为每个CDR电路通常被配置为确定最佳点以均衡各个信道，从而导致端到端链路信道的额外功率利用和/或额外的延迟。
相应地，因为端到端链路信道106仅包括两个CDR电路，所以与常规的端到端链路信道相比，端到端链路信道106被减少到单个信道。利用端到端链路信道106，CDR电路202可以调整查找表203，以具有用于预均衡的最佳前馈均衡器抽头值。此外，CDR电路206可调整查找表207以具有用于后均衡的最佳FFE抽头值。在某些实施例中，CDR电路206还可以实现判决反馈均衡器，以进一步提高通信数据的信号质量。通过采用端到端链路信道106减少均衡信道也极大地降低了处理复杂度。此外，与常规的端到端链路信道相比，端到端链路信道106可以提供改进的均衡。此外，由于CDR电路202和CDR电路206是基于查找表的，所以可以实施引入可忽略的或零开销的一种或多种编码技术(例如，汤姆林森-原岛预编码、科斯塔预编码、格雷编码等)，以便进一步改善信噪比。
图6示出了具有两个输入符号的示例查找表600。两个输入符号(主符号N和前标)分别包括最低有效位和最高有效位以及M位的输出。应当理解，查找表600可具有多于两个的具有不同数量的前标符号和后标符号的输入符号。M个位可以用作数模转换器的输入。在一个实施例中，查找表600可以对应于查找表203和/或查找表207。
下面参考框图和流程图来描述本公开的实施例。因此，应当理解，框图和流程图中的每个框可以以计算机程序产品、完全硬件实施例、硬件和计算机程序产品的组合、和/或在计算机可读存储介质上执行指令、操作、步骤和可互换使用的类似字(例如，可执行指令、用于执行的指令、程序代码等)的装置、系统、计算设备/实体、计算实体等的形式来实现。例如，代码的检索、加载和执行可顺序地执行，使得一次检索、加载和执行一个指令。在一些示例实施例中，可以并行执行检索、加载和/或执行，使得一起检索、加载和/或执行多个指令。因此，这种实施例可以产生执行框图和流程图图示中指定的步骤或操作的专门配置的机器。因此，框图和流程图图示支持用于执行指定的指令、操作或步骤的实施例的不同组合。
图7是示出了根据本公开的一个或更多个实施例的用于促进具有用于均衡的一个或更多个查找表的端到端链路信道的示例方法700的流程图。应当理解，流程图的每个框以及流程图中的框的组合可以通过各种方式实现。在一些示例实施例中，可以如下所述修改或进一步放大本文中的操作中的某些操作。此外，在一些实施例中，还可以包括附加的可选操作。应当理解，本文描述的修改、可选添加或扩充中的每一个可以单独地或与本文描述的特征之中的任何其他特征组合地与本文的操作包括在一起。图7中示出的操作可以例如由嵌入在网络接口模块、收发机(例如，收发机108、收发机110、收发机112、收发机114、收发机200和/或收发机300)、激光源(例如，激光源304)、和/或集成电路中的示例计算系统800(图8中示出)执行。在一些实施例中，计算系统800是嵌入在网络接口模块、收发机(例如，收发机108、收发机110、收发机112、收发机114、收发机200和/或收发机300)、激光源(例如，激光源304)和/或集成电路中的固件计算系统。在一个或更多个实施例中，图7中所示出的操作中的一个或更多个操作可以例如由网络接口模块、收发机(例如，收发机108、收发机110、收发机112、收发机114、收发机200和/或收发机300)、激光源(例如，激光源304)、和/或集成电路来执行。在一个或更多个实施例中，在操作702，计算系统800经由第一收发机的第一时钟数据恢复(CDR)电路执行对于通信数据的第一均衡过程。在一个或更多个实施例中，在操作704，计算系统800经由电通信通路和光通信通路传输通信数据。在一个或更多个实施例中，在操作706，计算系统800经由第二收发机的第二CDR电路来执行对于通信数据的第二均衡过程。在一些实施例中，执行第一均衡过程包括在经由电通信通路和光通信通路传输通信数据之前执行通信数据的预均衡。在一些实施例中，执行第二均衡过程包括在经由电通信通路和光通信通路传输通信数据之后执行通信数据的后均衡。
图8示出了可以嵌入在计算机网络系统中的计算系统800。在一些情况下，计算系统800可以是固件计算系统，其与和网络接口模块(例如，QSFP网络接口模块、光收发机模块等)相关联的一个或更多个电路模块通信耦合并被配置为控制与网络接口模块相关联的一个或更多个电路模块。例如，计算系统800可以是与一个或更多个电路模块通信耦合的固件计算系统和/或控制器计算系统，所述一个或更多个电路模块诸如网络接口模块、收发机(例如，收发机108、收发机110、收发机112、收发机114、收发机200和/或收发机300)、激光源(例如，激光源304)和/或集成电路。计算系统800可以包括处理器810、存储器电路820和通信电路830或以其他方式与处理器810、存储器电路820和通信电路830通信。在一些实施例中，处理器810(其可以包括多个或协处理器或与处理器相关联的任何其他处理电路)可以与存储器电路820通信。存储器电路820可以包括非瞬态存储器电路并且可以包括一个或更多个易失性和/或非易失性存储器。在一些示例中，存储器电路820可以是被配置为存储可由处理器810检索的数据的电子存储设备(例如，计算机可读存储介质)。在一些示例中，存储在存储器820中的数据可以包括通信协议数据等等，用于使装置能够实现根据本文描述的本发明的实施例的各个功能或方法。
在某些示例中，处理器810可以以多种不同方式实施。例如，处理器可以体现为各种硬件处理装置中的一个或更多个，诸如微处理器、协处理器、数字信号处理器(DSP)、CPU、GPU、控制器或具有或不具有伴随的DSP的处理元件。处理器810还可以体现在包括集成电路的各个其他处理电路中，诸如例如FPGA(现场可编程门阵列)、微控制器单元(MCU)、ASIC(专用集成电路)、硬件加速器或专用电子芯片。此外，在一些实施例中，处理器可以包括被配置为独立执行的一个或更多个处理核。多核处理器可实现单个物理封装内的多处理。另外或替代地，处理器可包括经由总线串联配置以实现指令的独立执行、管线化和/或多线程的一个或更多个处理器。在一些实施例中，处理器810是微处理器。
在示例实施例中，处理器810可以被配置成执行存储在存储器电路820中或者以其他方式可由处理器810访问的指令(如计算机程序代码或指令)。可替代地或附加地，处理器810可以被配置为执行硬编码的功能。因此，无论是由硬件或软件指令配置还是由其组合配置，处理器810都可以表示被配置为执行根据本文描述的本发明的实施例的操作的计算实体(例如，物理地体现在电路中)。例如，当处理器810被具体化为ASIC、FPGA或类似物时，处理器可被配置为用于执行本发明的实施例的操作的硬件。可替代地，当处理器810被实施为执行软件或计算机程序指令时，这些指令可以具体地将处理器810配置为当执行指令时执行在此描述的算法和/或操作。然而，在一些情况下，处理器810可以是设备(例如，移动终端或固定计算设备)的处理器，其通过使用用于执行本文中描述的算法和/或操作的指令进一步配置处理器而被特别配置为采用本发明的实施例。处理器810可以进一步包括时钟、算术逻辑单元(ALU)以及被配置成支持处理器810的操作的逻辑门等等。
计算系统800还可以任选地包括通信电路830。通信电路可以是体现为硬件或硬件和软件的组合的任何装置，其配置为从网络和/或与计算系统800通信的任何其他设备或模块接收数据和/或向网络和/或与计算系统800通信的任何其他设备或模块发送数据。对此，通信接口可包括例如支持硬件和/或软件以实现通信。如此，例如，通信电路830可以包括用于支持经由线缆、通用串行总线(USB)、集成电路接收器或其他机制的通信的通信调制解调器和/或其他硬件/软件。
本发明所属领域的技术人员将会想到在此阐述的本发明的许多修改和其他实施例，它们具有在以上描述和相关联的附图中呈现的教导的益处。因此，应当理解的是，本发明并不局限于所公开的具体实施例，并且修改和其他实施例旨在被包括在所附权利要求的范围内。此外，尽管上述描述和相关附图在元件和/或功能的某些示例性组合的背景下描述了示例实施例，但应当理解的是，在不背离所附权利要求的范围的情况下，元件和/或功能的不同组合可由替代实施例提供。在这方面，例如，如可在一些所附权利要求中阐述的，还设想与上面明确描述的那些元件和/或功能不同的元件和/或功能的组合。虽然本文采用了特定术语，但是它们仅以一般性和描述性的意义使用，而不是为了限制的目的。

Claims (20)

1.一种系统，包括：
第一收发机，其包括：
时钟数据恢复CDR电路，其被配置为从交换机接收通信数据并且管理与所述通信数据的均衡相关联的查找表；以及
第一驱动器电路，其通信地耦接到所述CDR电路并且被配置为生成与所述通信数据相关联的电信号；以及
第二收发机，其包括：
第二驱动器电路，其通信地耦接到所述第一收发机，所述第二驱动器电路被配置为从所述第一收发机接收所述电信号并且基于所述电信号调制激光源以经由所述激光源生成光信号。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述CDR电路被配置为调整所述查找表以用于所述通信数据的预均衡。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述CDR电路被配置为调整所述查找表以实现所述通信数据的前馈均衡。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述CDR电路被配置为调谐由所述查找表配置的一个或更多个前馈均衡器系数。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述查找表被嵌入在所述CDR电路中。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二收发机被附接至所述交换机的前面板。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述激光源是垂直腔面发射激光器。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述激光源是外部调制激光器。
9.一种系统，包括：
第一收发机，其包括：
光电二极管，其被配置为基于光信号生成电信号；以及
第二收发机，其包括：
驱动器电路，其通信地耦接到所述第一收发机并且被配置为从所述第一收发机接收所述电信号并且基于所述电信号生成经修改的电信号；以及
时钟数据恢复CDR电路，其被配置为基于所述经修改的电信号来生成通信数据并且管理与所述通信数据的均衡相关联的查找表。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述CDR电路被配置为调整所述查找表以用于所述通信数据的后均衡。
11.根据权利要求9所述的系统，其中所述CDR电路被配置为调整所述查找表以实现所述通信数据的前馈均衡。
12.根据权利要求9所述的系统，其中所述CDR电路被配置为调谐由所述查找表配置的一个或更多个前馈均衡器系数。
13.根据权利要求9所述的系统，其中所述查找表被嵌入在所述CDR电路中。
14.根据权利要求9所述的系统，其中所述CDR电路被配置为将所述通信数据提供给交换机。
15.根据权利要求9所述的系统，其中所述CDR电路被配置为将所述通信数据存储在存储器中。
16.根据权利要求9所述的系统，其中所述CDR电路被配置为将所述通信数据提供给处理单元。
17.根据权利要求9所述的系统，其中所述第一收发机包括：
跨阻放大器TIA，其被配置为修改由所述光电二极管提供的所述电信号，其中所述TIA被通信地耦接至所述第二收发机。
18.一种方法，包括：
经由第一收发机的第一时钟数据恢复CDR电路执行对于通信数据的第一均衡过程；
经由电通信通路和光通信通路传输所述通信数据；以及
经由第二收发机的第二CDR电路执行对于所述通信数据的第二均衡过程。
19.根据权利要求18所述的方法，其中执行所述第一均衡过程包括在经由所述电通信通路和所述光通信通路传输所述通信数据之前执行所述通信数据的预均衡。
20.根据权利要求18所述的方法，其中执行所述第二均衡过程包括在经由所述电通信通路和所述光通信通路传输所述通信数据之后执行所述通信数据的后均衡。
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