CN116055268B - 连续时间线性均衡电路、芯片互连物理接口电路和接收端 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种连续时间线性均衡电路、芯片互连物理接口电路和接收端,属于计算机技术领域,所述连续时间线性均衡电路包括:第一均衡模块、采样判决器和第一信号分量检测模块;第一均衡模块的输出端与采样判决器的输入端电连接,第一信号分量检测模块的第一输入端与采样判决器的输入端电连接,第一信号分量检测模块的第二输入端与采样判决器的输出端电连接,第一信号分量检测模块的输出端与第一均衡模块的零极点控制端电连接。通过第一信号分量检测模块进行高频分量比较,输出第一控制电压调整第一均衡模块的零极点,调整对信号中高频分量的补偿,能够根据信道变化动态调整信号的高频分量所占比例,实时自动跟踪信道变化,实现适应不同的信道。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域,尤其涉及一种连续时间线性均衡电路、芯片互连物理接口电路和接收端。
背景技术
随着传输信息的速率不断提高,串行通信链路逐渐成为主流的通讯方式,推动了串行器和解串器(Serializer/Deserializer,SerDes)链路的发展。但是,当数据速率达到6Gbps以上时,信道的低通特性也会导致高频信号严重衰减,造成数据的码间干扰,极大地降低了信号质量。为了补偿信道的高频损耗,进而提升信号质量,均衡技术被广泛应用到高速串行链路中。连续时间线性均衡器(Continuous Time Linear Equalization,CTLE)作为串行通信链路的接收机前端的核心模块,其对信道的补偿能力也直接影响了整个系统的性能。但是,CTLE通常为固定的零极点结构,难以适应不同的信道。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明实施例提供一种连续时间线性均衡电路、芯片互连物理接口电路和接收端。
第一方面,本发明提供一种连续时间线性均衡电路,包括:第一均衡模块、采样判决器和第一信号分量检测模块;
所述第一均衡模块的输出端与所述采样判决器的输入端电连接,所述第一信号分量检测模块的第一输入端与所述采样判决器的输入端电连接,所述第一信号分量检测模块的第二输入端与所述采样判决器的输出端电连接,所述第一信号分量检测模块的输出端与所述第一均衡模块的零极点控制端电连接;
所述第一均衡模块用于对输入信号的高频分量进行补偿;
所述采样判决器用于对信号进行整形处理,输出方波形式的信号;
所述第一信号分量检测模块用于基于所述采样判决器的输入端信号和所述采样判决器的输出端信号,进行高频分量比较,输出第一控制电压,所述第一控制电压用于调整所述第一均衡模块的零极点。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述第一信号分量检测模块包括:第一信号斜率检测单元、第二信号斜率检测单元和第一比较单元;
所述第一信号斜率检测单元的输入端与所述采样判决器的输入端电连接,所述第一信号斜率检测单元的输出端与所述第一比较单元的第一输入端电连接;
所述第二信号斜率检测单元的输入端与所述采样判决器的输出端电连接,所述第二信号斜率检测单元的输出端与所述第一比较单元的第二输入端电连接;
所述第一比较单元的输出端与所述第一均衡模块的零极点控制端电连接;
所述第一信号斜率检测单元用于检测所述采样判决器的输入端信号的第一斜率;
所述第二信号斜率检测单元用于检测所述采样判决器的输出端信号的第二斜率;
所述第一比较单元用于基于所述第一斜率和所述第二斜率,通过比较信号斜率,输出所述第一控制电压。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述第一信号斜率检测单元包括第一高通滤波器和第一斜率检测器,所述第二信号斜率检测单元包括第二高通滤波器和第二斜率检测器;
所述第一高通滤波器的输入端与所述采样判决器的输入端电连接,所述第一高通滤波器的输出端与所述第一斜率检测器的输入端电连接,所述第一斜率检测器的输出端与所述第一比较单元的第一输入端电连接;
所述第二高通滤波器的输入端与所述采样判决器的输出端电连接,所述第二高通滤波器的输出端与所述第二斜率检测器的输入端电连接,所述第二斜率检测器的输出端与所述第一比较单元的第二输入端电连接。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述第一比较单元包括第一减法器和第一积分器;
所述第一减法器的第一输入端与所述第一信号斜率检测单元的输出端电连接,所述第一减法器的第二输入端与所述第二信号斜率检测单元的输出端电连接,所述第一减法器的输出端与所述第一积分器的输入端电连接,所述第一积分器的输出端与所述第一均衡模块的零极点控制端电连接;
所述第一减法器用于计算所述第一斜率和所述第二斜率之间的斜率差值,输出斜率差值信号;
所述第一积分器用于对所述斜率差值信号进行积分计算,输出所述第一控制电压,以减小所述第一斜率与所述第二斜率之间的差距。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述第一均衡模块为第一差分共源极电路,所述第一差分共源极电路的源极设置有第一源极负反馈单元,所述第一源极负反馈单元的控制端与所述第一信号分量检测模块的输出端电连接,所述第一源极负反馈单元的控制端用于调整所述第一差分共源极电路的零极点。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述第一源极负反馈单元包括并联的第一源级负反馈电阻和第一源级负反馈电容;
在所述第一源级负反馈电阻为可控电阻的情况下,所述第一信号分量检测模块的输出端与所述第一源级负反馈电阻的电阻值调控端电连接;
和/或,在所述第一源级负反馈电容为可控电容的情况下,所述第一信号分量检测模块的输出端与所述第一源级负反馈电容的电容值调控端电连接。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,还包括:设置在所述第一均衡模块与所述采样判决器之间的第二均衡模块和第三均衡模块;
所述第二均衡模块的输入端与所述第一均衡模块的输出端电连接,所述第二均衡模块的输出端与所述第三均衡模块的输入端电连接,所述第三均衡模块的输出端与所述采样判决器的输入端电连接;
所述第二均衡模块用于对信号的带频分量进行补偿;
所述第三均衡模块用于对信号的低频分量进行补偿;
所述第三均衡模块的目标极点对应的频率小于或等于所述第二均衡模块的零点对应的频率,所述第二均衡模块的目标极点对应的频率小于或等于所述第一均衡模块的零点对应的频率;
所述第三均衡模块的目标极点为所述第三均衡模块的两个极点中频率较高的一项,所述第二均衡模块的目标极点为所述第二均衡模块的两个极点中频率较高的一项。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,还包括:第二信号分量检测模块,所述第二信号分量检测模块的输入端与所述采样判决器的输出端电连接,所述第二信号分量检测模块的第一输出端与所述第二均衡模块的零极点控制端电连接,所述第二信号分量检测模块的第二输出端与所述第三均衡模块的零极点控制端电连接;
所述第二信号分量检测模块用于基于所述采样判决器的输出端信号中的带频分量和低频分量,输出第二控制电压至所述第二均衡模块的零极点控制端,以及输出第三控制电压至所述第三均衡模块的零极点控制端,以减小低频信号功率和带频信号功率之间的差距。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述第二信号分量检测模块包括:第一低通滤波器、带通滤波器和第二比较单元:
所述第一低通滤波器的输入端与所述采样判决器的输出端电连接,所述第一低通滤波器的输出端与所述第二比较单元的第一输入端电连接;
所述带通滤波器的输入端与所述采样判决器的输出端电连接,所述带通滤波器的输出端与所述第二比较单元的第二输入端电连接;
所述第二比较单元的第一输出端与所述第二均衡模块的零极点控制端电连接,所述第二比较单元的第二输出端与所述第三均衡模块的零极点控制端电连接;
所述第二比较单元用于通过比较所述第一低通滤波器输出的低频分量和所述带通滤波器输出的带频分量,输出所述第二控制电压至所述第二均衡模块的零极点控制端,以及输出所述第三控制电压至所述第三均衡模块的零极点控制端。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述第二比较单元包括:整流器、第二减法器和第二积分器;
所述整流器的第一输入端与所述第一低通滤波器的输出端电连接,所述整流器的第二输入端与所述带通滤波器的输出端电连接,所述整流器的第一输出端与所述第二减法器的第一输入端电连接,所述整流器的第二输出端与所述第二减法器的第二输入端电连接;
所述第二减法器的输出端与所述第二积分器的输入端电连接,所述第二积分器的第一输出端与所述第二均衡模块的零极点控制端电连接,所述第二积分器的第二输出端与所述第三均衡模块的零极点控制端电连接;
所述整流器用于分别对所述第一低通滤波器输出的低频分量和所述带通滤波器输出的带频分量进行整流;
所述第二积分器用于对所述第二减法器输出的差值信号进行积分计算,输出所述第二控制电压至所述第二均衡模块的零极点控制端,以及输出所述第三控制电压至所述第三均衡模块的零极点控制端。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述第二均衡模块为第二差分共源极电路,所述第二差分共源极电路的源极设置有第二源极负反馈单元,所述第二源极负反馈单元的控制端与所述第二信号分量检测模块的第一输出端电连接,所述第二源极负反馈单元的控制端用于调整所述第二差分共源极电路的零极点。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述第二源极负反馈单元包括并联的第二源级负反馈电阻和第二源级负反馈电容;
在所述第二源级负反馈电阻为可控电阻的情况下,所述第二信号分量检测模块的第一输出端与所述第二源级负反馈电阻的电阻值调控端电连接;
和/或,在所述第二源级负反馈电容为可控电容的情况下,所述第二信号分量检测模块的第一输出端与所述第二源级负反馈电容的电容值调控端电连接。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述第三均衡模块为第三差分共源极电路,所述第三差分共源极电路的源极设置有第三源极负反馈单元,所述第三源极负反馈单元的控制端与所述第二信号分量检测模块的第二输出端电连接,所述第三源极负反馈单元的控制端用于调整所述第三差分共源极电路的零极点。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述第三源极负反馈单元包括并联的第三源级负反馈电阻和第三源级负反馈电容;
在所述第三源级负反馈电阻为可控电阻的情况下,所述第二信号分量检测模块的第二输出端与所述第三源级负反馈电阻的电阻值调控端电连接;
和/或,在所述第三源级负反馈电容为可控电容的情况下,所述第二信号分量检测模块的第二输出端与所述第三源级负反馈电容的电容值调控端电连接。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,还包括:频率电压转换模块,所述频率电压转换模块的第一输出端与所述第一信号分量检测模块的临界频率控制端电连接,所述频率电压转换模块的第一输出端与所述第二信号分量检测模块的第一临界频率控制端电连接,所述频率电压转换模块的第二输出端与所述第二信号分量检测模块的第二临界频率控制端电连接;
所述频率电压转换模块用于基于比例配置信息和输入信号对应的传输周期,获取高频信号与带频信号之间的第一临界频率以及带频信号与低频信号之间的第二临界频率,并通过第一输出端输出所述第一临界频率对应的第四控制电压,通过第二输出端输出所述第二临界频率对应的第五控制电压,所述比例配置信息用于表示临界频率与所述传输周期之间的比例关系。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述频率电压转换模块包括:临界频率信号生成器和信号处理单元;
所述临界频率信号生成器的第一输出端与所述信号处理单元的第一输入端电连接,所述临界频率信号生成器的第二输出端与所述信号处理单元的第二输入端电连接,所述信号处理单元的第一输出端与所述第一信号分量检测模块的临界频率控制端以及所述第二信号分量检测模块的第一临界频率控制端电连接,所述信号处理单元的第二输出端与所述第二信号分量检测模块的第二临界频率控制端电连接;
所述临界频率信号生成器用于基于所述比例配置信息和所述传输周期,生成具有所述第一临界频率的第一控制信号以及具有所述第二临界频率的第二控制信号;
所述信号处理单元用于基于所述第一控制信号生成所述第四控制电压,以及基于所述第二控制信号生成所述第五控制电压。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述临界频率信号生成器包括:级联的过零比较器和计数器;
所述过零比较器用于检测所述输入信号的传输周期,生成方波控制信号,所述方波控制信号用于表征所述输入信号的传输周期;
所述计数器用于基于所述比例配置信息和所述方波控制信号,生成所述第一控制信号和所述第二控制信号。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述信号处理单元包括:级联的整形器、脉宽调控器和第二低通滤波器。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,还包括:控制模块,所述控制模块的输出端与所述频率电压转换模块的控制端电连接;
所述控制模块用于基于信号功率分配配置,进行功率分配计算,输出携带有所述比例配置信息的第三控制信号,所述信号功率分配配置用于表征低频信号功率、带频信号功率及高频信号功率三者的比例关系。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述信号功率分配配置包括:低频信号功率、带频信号功率及高频信号功率三者的比例关系为1:1:1。
第二方面,本发明还提供一种芯片互连物理接口电路,包括如上述任一项所述连续时间线性均衡电路。
第三方面,本发明还提供一种接收端,包括如上述任一项所述芯片互连物理接口电路。
本发明提供的连续时间线性均衡电路、芯片互连物理接口电路和接收端,通过第一信号分量检测模块基于采样判决器的输入端信号和采样判决器的输出端信号,进行高频分量比较,可以确定并输出第一控制电压至第一均衡模块的零极点控制端,以调整第一均衡模块的零极点,进而调整对信号中高频分量的补偿,在连续时间线性均衡电路的输入端和输出端形成一条高频分量反馈环路,能够根据信道变化动态调整信号的高频分量所占比例,实时自动跟踪信道变化,实现适应不同的信道。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是相关技术提供的连续时间线性均衡电路的结构示意图;
图2是本发明提供的连续时间线性均衡电路的结构示意图之一;
图3是本发明提供的连续时间线性均衡电路的结构示意图之二;
图4是本发明提供的均衡模块的结构示意图;
图5是本发明提供的连续时间线性均衡电路的结构示意图之三;
图6是本发明提供的传输信号在有效带宽内的整体幅频响应的示意图;
图7是本发明提供的频域补偿效果的示意图;
图8是本发明提供的连续时间线性均衡电路的结构示意图之四;
图9是本发明提供的连续时间线性均衡电路的结构示意图之五;
图10是本发明提供的连续时间线性均衡电路的结构示意图之六;
图11是本发明提供的频率电压转换模块的结构示意图;
图12是本发明提供的连续时间线性均衡电路的结构示意图之七。
附图标记:
11:第一均衡模块;12:采样判决器;13:第一信号分量检测模块;131:第一信号斜率检测单元;1311:第一高通滤波器;1312:第一斜率检测器;132:第二信号斜率检测单元;1321:第二高通滤波器;1322:第二斜率检测器;133:第一比较单元;1331:第一减法器;1332:第一积分器;111:源极负反馈单元;1111:源极负反馈单元的控制端;14:第二均衡模块;15:第三均衡模块;16:第二信号分量检测模块;161:第一低通滤波器;162:带通滤波器;163:第二比较单元;1631:整流器;1632:第二减法器;1633:第二积分器;17:频率电压转换模块;171:过零比较器;172:计数器;173:整形器;174:脉宽调控器;175:第二低通滤波器。
具体实施方式
为了便于更加清晰地理解本发明各实施例,首先对一些相关的背景知识进行如下介绍。
其中,为复频率,RL表示负载电阻,CL表示后级电路的输入电容,RS表示源级负反馈电阻,CS表示源级负反馈电容,gm表示MOS管M1和MOS管M2的跨导。CTLE的DC增益,一般为-6~-12dB;零点ωz为(1/RSCS),第一极点ωp1为/>,一般为0.5/>乘以传输速率;第二极点ωp2为/>,一般为2/>乘以传输速率。
传统的CTLE电路通常零极点固定,只能针对特定的信道进行补偿,同时,传统的CTLE电路仅限于高频分量的补偿,补偿能力也有限,难以适用于严重损耗的信道传输,难以保证信号的传输质量。
为了克服上述缺陷,本发明提供一种连续时间线性均衡电路、芯片互连物理接口电路和接收端,通过根据信道变化动态调整信号的高频分量所占比例,实时自动跟踪信道变化,实现适应不同的信道。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图2是本发明提供的连续时间线性均衡电路的结构示意图之一,如图2所示,所述连续时间线性均衡电路包括:第一均衡模块11、采样判决器12和第一信号分量检测模块13;
所述第一均衡模块的输出端与所述采样判决器的输入端电连接,所述第一信号分量检测模块的第一输入端与所述采样判决器的输入端电连接,所述第一信号分量检测模块的第二输入端与所述采样判决器的输出端电连接,所述第一信号分量检测模块的输出端与所述第一均衡模块的零极点控制端电连接;
所述第一均衡模块用于对输入信号的高频分量进行补偿;
所述采样判决器用于对信号进行整形处理,输出方波形式的信号;
所述第一信号分量检测模块用于基于所述采样判决器的输入端信号和所述采样判决器的输出端信号,进行高频分量比较,输出第一控制电压,所述第一控制电压用于调整所述第一均衡模块的零极点。
具体地,第一信号分量检测模块可以监测采样判决器的输入输出端信号,进而第一信号分量检测模块可以基于采样判决器的输入端信号和采样判决器的输出端信号,进行高频分量比较,可以确定并输出第一控制电压至第一均衡模块的零极点控制端,以调整第一均衡模块的零极点,进而调整对信号中高频分量的补偿,在连续时间线性均衡电路的输入端和输出端形成一条高频分量反馈环路,能够根据信道变化动态调整信号的高频分量所占比例,实时自动跟踪信道变化,实现适应不同的信道。
可以理解的是,第一均衡模块可以是具有连续时间线性均衡功能的模块,第一均衡模块具有零极点控制端,通过改变零极点控制端上的电压至可以调整第一均衡模块的零极点。
可选地,第一均衡模块的输出端可以通过导线与采样判决器的输入端电连接;可选地,第一均衡模块的输出端还可以通过一个或多个电路模块与采样判决器的输入端电连接。
可选地,图3是本发明提供的连续时间线性均衡电路的结构示意图之二,如图3所示,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述第一信号分量检测模块包括:第一信号斜率检测单元131、第二信号斜率检测单元132和第一比较单元133;
所述第一信号斜率检测单元的输入端与所述采样判决器的输入端电连接,所述第一信号斜率检测单元的输出端与所述第一比较单元的第一输入端电连接;
所述第二信号斜率检测单元的输入端与所述采样判决器的输出端电连接,所述第二信号斜率检测单元的输出端与所述第一比较单元的第二输入端电连接;
所述第一比较单元的输出端与所述第一均衡模块的零极点控制端电连接;
所述第一信号斜率检测单元用于检测所述采样判决器的输入端信号的第一斜率;
所述第二信号斜率检测单元用于检测所述采样判决器的输出端信号的第二斜率;
所述第一比较单元用于基于所述第一斜率和所述第二斜率,通过比较信号斜率,输出所述第一控制电压。
具体地,第一信号斜率检测单元可以接收采样判决器的输入端信号,对采样判决器的输入端信号进行斜率检测,获取第一斜率,第二信号斜率检测单元可以接收采样判决器的输出端信号,对采样判决器的输出端信号进行斜率检测,获取第二斜率,进而第一比较单元可以对第一斜率和第二斜率进行斜率比较,确定第一控制电压,并输出第一控制电压至第一均衡模块的零极点控制端,以调整第一均衡模块的零极点,进而调整对信号中高频分量的补偿,能够根据信道变化动态调整信号的高频分量所占比例,实时自动跟踪信道变化。
可选地,如图3所示,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述第一信号斜率检测单元包括第一高通滤波器1311和第一斜率检测器1312,所述第二信号斜率检测单元包括第二高通滤波器1321和第二斜率检测器1322;
所述第一高通滤波器的输入端与所述采样判决器的输入端电连接,所述第一高通滤波器的输出端与所述第一斜率检测器的输入端电连接,所述第一斜率检测器的输出端与所述第一比较单元的第一输入端电连接;
所述第二高通滤波器的输入端与所述采样判决器的输出端电连接,所述第二高通滤波器的输出端与所述第二斜率检测器的输入端电连接,所述第二斜率检测器的输出端与所述第一比较单元的第二输入端电连接。
具体地,通过第一高通滤波器可以滤除采样判决器的输入端信号中的低频分量以及带频分量,并输出对应的高频分量至第一斜率检测器,通过第二高通滤波器可以滤除采样判决器的输出端信号中的低频分量以及带频分量,并输出对应的高频分量至第二斜率检测器,通过滤除低频分量以及带频分量而保留高频分量,能够提高斜率检测器对高频信号斜率检测的准确性,进而提高斜率比较的准确性,实现能够根据信道变化精确地调整信号的高频分量所占比例。
可选地,如图3所示,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述第一比较单元包括第一减法器1331和第一积分器1332;
所述第一减法器的第一输入端与所述第一信号斜率检测单元的输出端电连接,所述第一减法器的第二输入端与所述第二信号斜率检测单元的输出端电连接,所述第一减法器的输出端与所述第一积分器的输入端电连接,所述第一积分器的输出端与所述第一均衡模块的零极点控制端电连接;
所述第一减法器用于计算所述第一斜率和所述第二斜率之间的斜率差值,输出斜率差值信号;
所述第一积分器用于对所述斜率差值信号进行积分计算,输出所述第一控制电压,以减小所述第一斜率与所述第二斜率之间的差距。
具体地,第一减法器可以对第一斜率和第二斜率进行斜率比较,确定斜率差值信号,并输出斜率差值信号至第一积分器,进而第一积分器可以基于预设的积分参量,对斜率差值信号进行自动地积分计算,确定第一控制电压,并输出第一控制电压至第一均衡模块的零极点控制端,实现自动化地调整第一均衡模块的零极点,能够根据信道变化动态调整信号的高频分量所占比例,自动跟踪信道变化。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述第一均衡模块为第一差分共源极电路,所述第一差分共源极电路的源极设置有第一源极负反馈单元,所述第一源极负反馈单元的控制端与所述第一信号分量检测模块的输出端电连接,所述第一源极负反馈单元的控制端用于调整所述第一差分共源极电路的零极点。
具体地,第一信号分量检测模块所确定的第一控制电压可以输入至第一差分共源极电路的第一源极负反馈单元,通过改变第一源极负反馈单元中元件的参量,以调整第一差分共源极电路的零极点,在连续时间线性均衡电路的输入端和输出端形成一条高频分量反馈环路,实现自动化地根据信道变化调整信号的高频分量所占比例,以适应信道变化。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述第一源极负反馈单元包括并联的第一源级负反馈电阻和第一源级负反馈电容;
在所述第一源级负反馈电阻为可控电阻的情况下,所述第一信号分量检测模块的输出端与所述第一源级负反馈电阻的电阻值调控端电连接;
和/或,在所述第一源级负反馈电容为可控电容的情况下,所述第一信号分量检测模块的输出端与所述第一源级负反馈电容的电容值调控端电连接。
具体地,在第一源级负反馈电阻为可控电阻的情况下,第一信号分量检测模块所确定的第一控制电压可以输入至第一源级负反馈电阻的电阻值调控端,通过改变第一源级负反馈电阻的电阻值,以调整第一差分共源极电路的零极点;在第一源级负反馈电容为可控电容的情况下,第一信号分量检测模块所确定的第一控制电压可以输入至第一源级负反馈电容的电容值调控端,通过改变第一源级负反馈电容的电容值,以调整第一差分共源极电路的零极点,实现自动化地根据信道变化调整信号的高频分量所占比例,以适应信道变化。
可以理解的是,在第一源级负反馈电阻为可控电阻且第一源级负反馈电容为可控电容的情况下,可以通过第一控制电压同时调节第一源级负反馈电阻的电阻值和第一源级负反馈电容的电容值,以调整第一差分共源极电路的零极点。
可选地,图4是本发明提供的均衡模块的结构示意图,如图4所示,均衡模块采用差分共源极电路,该差分共源极电路的源极设置有源极负反馈单元111,源极负反馈单元111可以具有控制端1111,源极负反馈单元的控制端1111可以用于调整差分共源极电路的零极点。源极负反馈单元111包括源级负反馈电阻RSK和源级负反馈电容CSK。源级负反馈电阻RSK可以为可控电阻,源级负反馈电容CSK可以为可控电容。
可选地,图5是本发明提供的连续时间线性均衡电路的结构示意图之三,如图5所示,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,还包括:设置在所述第一均衡模块与所述采样判决器之间的第二均衡模块14和第三均衡模块15;
所述第二均衡模块的输入端与所述第一均衡模块的输出端电连接,所述第二均衡模块的输出端与所述第三均衡模块的输入端电连接,所述第三均衡模块的输出端与所述采样判决器的输入端电连接;
所述第二均衡模块用于对信号的带频分量进行补偿;
所述第三均衡模块用于对信号的低频分量进行补偿;
所述第三均衡模块的目标极点对应的频率小于或等于所述第二均衡模块的零点对应的频率,所述第二均衡模块的目标极点对应的频率小于或等于所述第一均衡模块的零点对应的频率;
所述第三均衡模块的目标极点为所述第三均衡模块的两个极点中频率较高的一项,所述第二均衡模块的目标极点为所述第二均衡模块的两个极点中频率较高的一项。
具体地,第一均衡模块,第二均衡模块和第三均衡模块可以是具有连续时间线性均衡功能的模块,通过第一均衡模块可以对信号中的高频分量进行补偿,通过第二均衡模块可以对信号中的带频分量进行补偿,通过第三均衡模块可以对信号中的低频分量进行补偿,实现不仅可以对高频分量进行补偿,而且还有效地实现对带频分量和低频分量的补偿。
图6是本发明提供的传输信号在有效带宽内的整体幅频响应的示意图,如图6所示,在一定的传输速率,信道的幅频响应呈现低通特性,需要设计一个与信道的幅频响应相对应的CTLE,使得传输信号在有效带宽内的整体幅频响应趋近于理想响应。
可选地,第三均衡模块可以是低频CTLE用于补偿信道的低频衰减,第二均衡模块可以是带频CTLE用于补偿信道的带频衰减,第一均衡模块可以是高频CTLE用于补偿信道的高频衰减。低频CTLE的零极点可以包括低频CTLE的零点ωlz、低频CTLE的第一极点ωlp0和低频CTLE的第二极点ωlp1。带频CTLE的零极点可以包括带频CTLE的零点ωbz、带频CTLE的第一极点ωbp0和带频CTLE的第二极点ωbp1。高频CTLE的零极点可以包括高频CTLE的零点ωz、高频CTLE的第一极点ωp1和高频CTLE的第二极点ωp2。可以设置ωlp1=ωbz和ωbp1=ωz,图7是本发明提供的频域补偿效果的示意图,如图7所示,整体的CTLE的频率响应呈阶梯形。
可以理解的是,由于第三均衡模块的目标极点对应的频率小于或等于第二均衡模块的零点对应的频率,第二均衡模块的目标极点对应的频率小于或等于第一均衡模块的零点对应的频率,能够实现连续时间线性均衡电路的整体幅频响应呈现阶梯形,能够提升补偿能力,改善信号的传输质量,且能够拓宽连续时间线性均衡电路的应用场景和工作范围。
可选地,图8是本发明提供的连续时间线性均衡电路的结构示意图之四,如图8所示,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,还包括:第二信号分量检测模块16,所述第二信号分量检测模块的输入端与所述采样判决器的输出端电连接,所述第二信号分量检测模块的第一输出端与所述第二均衡模块的零极点控制端电连接,所述第二信号分量检测模块的第二输出端与所述第三均衡模块的零极点控制端电连接;
所述第二信号分量检测模块用于基于所述采样判决器的输出端信号中的带频分量和低频分量,输出第二控制电压至所述第二均衡模块的零极点控制端,以及输出第三控制电压至所述第三均衡模块的零极点控制端,以减小低频信号功率和带频信号功率之间的差距。
具体地,第二信号分量检测模块可以接收采样判决器的输出信号,进而可以分析采样判决器的输出端信号中的带频分量和低频分量之间的差距,确定第二控制电压和第三控制电压,并输出第二控制电压至第二均衡模块的零极点控制端,以及输出第三控制电压至第三均衡模块的零极点控制端,进而调整对信号中带频分量和低频分量的补偿,以使低频信号功率和带频信号功率两者相接近或相等,通过在连续时间线性均衡电路的输入端和输出端形成一条低频带频分量反馈环路,能够根据信道变化动态调整信号的带频分量和低频分量所占比例,实时自动跟踪信道变化,实现适应不同的信道,增加连续时间线性均衡电路的灵活适用性。
可选地,图9是本发明提供的连续时间线性均衡电路的结构示意图之五,如图9所示,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述第二信号分量检测模块包括:第一低通滤波器161、带通滤波器162和第二比较单元163:
所述第一低通滤波器的输入端与所述采样判决器的输出端电连接,所述第一低通滤波器的输出端与所述第二比较单元的第一输入端电连接;
所述带通滤波器的输入端与所述采样判决器的输出端电连接,所述带通滤波器的输出端与所述第二比较单元的第二输入端电连接;
所述第二比较单元的第一输出端与所述第二均衡模块的零极点控制端电连接,所述第二比较单元的第二输出端与所述第三均衡模块的零极点控制端电连接;
所述第二比较单元用于基于通过比较所述第一低通滤波器输出的低频分量和所述带通滤波器输出的带频分量,输出所述第二控制电压至所述第二均衡模块的零极点控制端,以及输出所述第三控制电压至所述第三均衡模块的零极点控制端。
具体地,第一低通滤波器可以接收采样判决器的输出信号,并滤除信号中的高频分量和带频分量,保留低频分量并输出低频分量至第二比较单元,带通滤波器可以接收采样判决器的输出信号,并滤除信号中的低频分量和高频分量,保留带频分量并输出带频分量至第二比较单元,进而第二比较单元可以比较带频分量和低频分量确定两者之间的差距,进而确定第二控制电压和第三控制电压,并输出第二控制电压至第二均衡模块的零极点控制端,以及输出第三控制电压至第三均衡模块的零极点控制端,进而调整对信号中带频分量和低频分量的补偿,以使低频信号功率和带频信号功率两者相接近或相等,通过在连续时间线性均衡电路的输入端和输出端形成一条低频带频分量反馈环路,能够根据信道变化动态调整信号的带频分量和低频分量所占比例,实时自动跟踪信道变化,实现适应不同的信道。
可以理解的是,通过第一低通滤波器和带通滤波器,可以滤除掉不需要的信号分量,避免多余信号分量的干扰,能够提高第二比较单元对带频分量和低频分量进行比较的准确性,实现能够根据信道变化精确地调整信号的带频分量和低频分量所占比例。
可选地,如图9所示,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述第二比较单元包括:整流器1631、第二减法器1632和第二积分器1633;
所述整流器的第一输入端与所述第一低通滤波器的输出端电连接,所述整流器的第二输入端与所述带通滤波器的输出端电连接,所述整流器的第一输出端与所述第二减法器的第一输入端电连接,所述整流器的第二输出端与所述第二减法器的第二输入端电连接;
所述第二减法器的输出端与所述第二积分器的输入端电连接,所述第二积分器的第一输出端与所述第二均衡模块的零极点控制端电连接,所述第二积分器的第二输出端与所述第三均衡模块的零极点控制端电连接;
所述整流器用于分别对所述第一低通滤波器输出的低频分量和所述带通滤波器输出的带频分量进行整流;
所述第二积分器用于对所述第二减法器输出的差值信号进行积分计算,输出所述第二控制电压至所述第二均衡模块的零极点控制端,以及输出所述第三控制电压至所述第三均衡模块的零极点控制端。
具体地,整流器可以分别对带频分量和低频分量进行整流,获取带频分量对应的第一整流后电信号和低频分量对应的第二整流后电信号,进而第二减法器可以比较第一整流后电信号和第二整流后电信号之间的差距,并输出对应的差值信号至第二积分器,进而第二积分器可以基于预设的积分参量对差值信号进行积分计算,自动化地确定第二控制电压和第三控制电压,并输出第二控制电压至第二均衡模块的零极点控制端,以及输出第三控制电压至第三均衡模块的零极点控制端,能够自动化地根据信道变化动态调整信号的带频分量和低频分量所占比例,实现实时自动跟踪信道变化。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述第二均衡模块为第二差分共源极电路,所述第二差分共源极电路的源极设置有第二源极负反馈单元,所述第二源极负反馈单元的控制端与所述第二信号分量检测模块的第一输出端电连接,所述第二源极负反馈单元的控制端用于调整所述第二差分共源极电路的零极点。
具体地,第二信号分量检测模块所确定的第二控制电压可以输入至第二差分共源极电路的第二源极负反馈单元,通过改变第二源极负反馈单元中元件的参量,以调整第二差分共源极电路的零极点,在连续时间线性均衡电路的输入端和输出端形成一条带频分量反馈环路,实现自动化地根据信道变化调整信号的带频分量所占比例,以适应信道变化。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述第二源极负反馈单元包括并联的第二源级负反馈电阻和第二源级负反馈电容;
在所述第二源级负反馈电阻为可控电阻的情况下,所述第二信号分量检测模块的第一输出端与所述第二源级负反馈电阻的电阻值调控端电连接;
和/或,在所述第二源级负反馈电容为可控电容的情况下,所述第二信号分量检测模块的第一输出端与所述第二源级负反馈电容的电容值调控端电连接。
具体地,在第二源级负反馈电阻为可控电阻的情况下,第二信号分量检测模块所确定的第二控制电压可以输入至第二源级负反馈电阻的电阻值调控端,通过改变第二源级负反馈电阻的电阻值,以调整第二差分共源极电路的零极点;在第二源级负反馈电容为可控电容的情况下,第二信号分量检测模块所确定的第二控制电压可以输入至第二源级负反馈电容的电容值调控端,通过改变第二源级负反馈电容的电容值,以调整第二差分共源极电路的零极点,实现自动化地根据信道变化调整信号的带频分量所占比例,以适应信道变化。
可以理解的是,在第二源级负反馈电阻为可控电阻且第二源级负反馈电容为可控电容的情况下,可以通过第二控制电压同时调节第二源级负反馈电阻的电阻值和第二源级负反馈电容的电容值,以调整第二差分共源极电路的零极点。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述第三均衡模块为第三差分共源极电路,所述第三差分共源极电路的源极设置有第三源极负反馈单元,所述第三源极负反馈单元的控制端与所述第二信号分量检测模块的第二输出端电连接,所述第三源极负反馈单元的控制端用于调整所述第三差分共源极电路的零极点。
具体地,第二信号分量检测模块所确定的第三控制电压可以输入至第三差分共源极电路的第三源极负反馈单元,通过改变第三源极负反馈单元中元件的参量,以调整第三差分共源极电路的零极点,在连续时间线性均衡电路的输入端和输出端形成一条低频分量反馈环路,实现自动化地根据信道变化调整信号的低频分量所占比例,以适应信道变化。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述第三源极负反馈单元包括并联的第三源级负反馈电阻和第三源级负反馈电容;
在所述第三源级负反馈电阻为可控电阻的情况下,所述第二信号分量检测模块的第二输出端与所述第三源级负反馈电阻的电阻值调控端电连接;
和/或,在所述第三源级负反馈电容为可控电容的情况下,所述第二信号分量检测模块的第二输出端与所述第三源级负反馈电容的电容值调控端电连接。
具体地,在第三源级负反馈电阻为可控电阻的情况下,第二信号分量检测模块所确定的第三控制电压可以输入至第三源级负反馈电阻的电阻值调控端,通过改变第三源级负反馈电阻的电阻值,以调整第三差分共源极电路的零极点;在第三源级负反馈电容为可控电容的情况下,第二信号分量检测模块所确定的第三控制电压可以输入至第三源级负反馈电容的电容值调控端,通过改变第三源级负反馈电容的电容值,以调整第三差分共源极电路的零极点,实现自动化地根据信道变化调整信号的带频分量所占比例,以适应信道变化。
可以理解的是,在第三源级负反馈电阻为可控电阻且第三源级负反馈电容为可控电容的情况下,可以通过第三控制电压同时调节第三源级负反馈电阻的电阻值和第三源级负反馈电容的电容值,以调整第三差分共源极电路的零极点。
可选地,图10是本发明提供的连续时间线性均衡电路的结构示意图之六,如图10所示,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,还包括:频率电压转换模块17,所述频率电压转换模块的第一输出端与所述第一信号分量检测模块的临界频率控制端电连接,所述频率电压转换模块的第一输出端与所述第二信号分量检测模块的第一临界频率控制端电连接,所述频率电压转换模块的第二输出端与所述第二信号分量检测模块的第二临界频率控制端电连接;
所述频率电压转换模块用于基于比例配置信息和输入信号对应的传输周期,获取高频信号与带频信号之间的第一临界频率以及带频信号与低频信号之间的第二临界频率,并通过第一输出端输出所述第一临界频率对应的第四控制电压,通过第二输出端输出所述第二临界频率对应的第五控制电压,所述比例配置信息用于表示临界频率与所述传输周期之间的比例关系。
具体地,为了实现适应于不同传输速率下均衡链路,可以设置频率电压转换模块,通过频率电压转换模块,可以基于比例配置信息和输入信号对应的传输周期,确定第一临界频率和第二临界频率,进而可以通过第一输出端输出第一临界频率对应的第四控制电压,以及通过第二输出端输出第二临界频率对应的第五控制电压,第四控制电压可以用于调控第一信号分量检测模块的临界频率(位于高频信号与带频信号之间的截止频率)为第一临界频率,第四控制电压还可以用于调控第二信号分量检测模块的一项临界频率(位于高频信号与带频信号之间的截止频率)为第二临界频率,第五控制电压可以用于调控第二信号分量检测模块的另一项临界频率(位于带频信号与低频信号之间的截止频率)为第二临界频率。
可以理解的是,随着传输周期的改变,频率电压转换模块可以跟随传输周期调整第四控制电压和第五控制电压,进而控制第一信号分量检测模块的临界频率和第二信号分量检测模块的临界频率与传输周期相适应,进而第一信号分量检测模块可以适应于在不同传输周期下控制第一均衡模块对高频分量进行补偿,第二信号分量检测模块可以适应于在不同传输周期下控制第二均衡模块以及第三均衡模块对带频低频分量进行补偿,实现适应于不同传输速率下均衡链路。
可选地,第一信号分量检测模块可以包括高通滤波器,第一临界频率可以是高通滤波器的临界频率(特征角频率),可以由频率电压转换模块输出第四控制电压来控制高通滤波器的频率调节。
可选地,第二信号分量检测模块可以包括带通滤波器和低通滤波器,第一临界频率和第二临界频率可以分别对应于带通滤波器的上临界频率和下临界频率,第二临界频率可以是低通滤波器的临界频率,可以由频率电压转换模块输出第四控制电压和第五控制电压,来控制带通滤波器和低通滤波器的频率调节。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述频率电压转换模块包括:临界频率信号生成器和信号处理单元;
所述临界频率信号生成器的第一输出端与所述信号处理单元的第一输入端电连接,所述临界频率信号生成器的第二输出端与所述信号处理单元的第二输入端电连接,所述信号处理单元的第一输出端与所述第一信号分量检测模块的临界频率控制端以及所述第二信号分量检测模块的第一临界频率控制端电连接,所述信号处理单元的第二输出端与所述第二信号分量检测模块的第二临界频率控制端电连接;
所述临界频率信号生成器用于基于所述比例配置信息和所述传输周期,生成具有所述第一临界频率的第一控制信号以及具有所述第二临界频率的第二控制信号;
所述信号处理单元用于基于所述第一控制信号生成所述第四控制电压,以及基于所述第二控制信号生成所述第五控制电压。
具体地,通过临界频率信号生成器可以比例配置信息和输入信号对应的传输周期,生成具有第一临界频率的第一控制信号以及具有第二临界频率的第二控制信号,并输出第一控制信号和第二控制信号至信号处理单元,信号处理单元可以对具有第一临界频率的第一控制信号进行信号处理生成第四控制电压,信号处理单元还可以对具有第二临界频率的第二控制信号进行信号处理生成第五控制电压,进而控制第一信号分量检测模块的临界频率和第二信号分量检测模块的临界频率与传输周期相适应,实现适应于不同传输速率下均衡链路。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述临界频率信号生成器包括:级联的过零比较器和计数器;
所述过零比较器用于检测所述输入信号的传输周期,生成方波控制信号,所述方波控制信号用于表征所述输入信号的传输周期;
所述计数器用于基于所述比例配置信息和所述方波控制信号,生成所述第一控制信号和所述第二控制信号。
具体地,可以利用过零比较器检测输入信号的传输周期,生成方波控制信号,该方波控制信号能够征输入信号的传输周期,进而可以将方波控制信号输入至计数器,计数器可以基于比例配置信息和方波控制信号,生成第一控制信号和第二控制信号,并输出第一控制信号和第二控制信号至信号处理单元,生成第五控制电压,进而控制第一信号分量检测模块的临界频率和第二信号分量检测模块的临界频率与传输周期相适应,实现适应于不同传输速率下均衡链路。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述信号处理单元包括:级联的整形器、脉宽调控器和第二低通滤波器。
具体地,对于具有第一临界频率的第一控制信号,整形器可以对第一控制信号进行整形输出近似方波的信号至脉宽调控器,进而脉宽调控器可以根据信号的电平变化,进行充电、充电后电压保持及释放,输出带有毛刺的第四控制电压,进而第二低通滤波器可以滤除掉毛刺,输出第四控制电压。
具体地,对于具有第二临界频率的第二控制信号,整形器可以对第二控制信号进行整形输出近似方波的信号至脉宽调控器,进而脉宽调控器可以根据信号的电平变化,进行充电、充电后电压保持及释放,输出带有毛刺的第五控制电压,进而第二低通滤波器可以滤除掉毛刺,输出第五控制电压。
可以理解的是,对于整形器输出的近似方波的信号,脉宽调控器可以根据其脉宽,通过控制充电时间,以调控充电后的电压值,充电后的电压值(第四控制电压或第五控制电压)与临界频率相对应,进而控制第一信号分量检测模块的临界频率和第二信号分量检测模块的临界频率与传输周期相适应,实现适应于不同传输速率下均衡链路。
可选地,图11是本发明提供的频率电压转换模块的结构示意图,如图11所示,频率电压转换模块包括:过零比较器171、计数器172、整形器173、脉宽调控器174和第二低通滤波器175,其中,过零比较器是将频率为fi的输入信号与地电压进行比较,输出方波信号。根据第一临界频率fm和第二临界频率fn与工作频率fi(=1/T)的关系,计数器输出频率分别为fn和fm的信号。整形器是将计数器输出的信号进一步整形处理,输出近似方波的信号Vn′和Vm′。在Vn′和Vm′为低电平下,脉宽调控器进行充电处理,在Vn′和Vm′为高电平下,脉宽调控器对充电后电压进行保持,输出具有毛刺的信号Vn和Vm。脉宽不同,充电时间不同,充电后电压值也不同。第二低通滤波器将信号Vn和Vm中毛刺给滤掉,输出稳定的第四控制电压Vfm和第五控制电压Vfn。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,还包括:控制模块,所述控制模块的输出端与所述频率电压转换模块的控制端电连接;
所述控制模块用于基于信号功率分配配置,进行功率分配计算,输出携带有所述比例配置信息的第三控制信号,所述信号功率分配配置用于表征低频信号功率、带频信号功率及高频信号功率三者的比例关系。
具体地,控制模块可以基于信号功率分配配置,进行功率分配计算,确定第一临界频率及与传输周期之间的比例关系,以及第二临界频率及与传输周期之间的比例关系,生成比例配置信息(表征临界频率及与传输周期之间的比例关系),进而将携带有比例配置信息的第三控制信号输出至频率电压转换模块的控制端,以控制频率电压转换模块基于比例配置信息和输入信号对应的传输周期,获取高频信号与带频信号之间的第一临界频率以及带频信号与低频信号之间的第二临界频率,所确定的临界频率能够与信号功率分配配置相适应,实现基于低频信号功率、带频信号功率及高频信号功率三者的比例关系,自动化地将信道的幅频响应划分成低频、带频和高频三部分,能够针对每一部分设计不同程度的补偿能力,增加均衡器的灵活适用性。
可选地,根据本发明提供的一种连续时间线性均衡电路,所述信号功率分配配置包括:低频信号功率、带频信号功率及高频信号功率三者的比例关系为1:1:1。
具体地,通过控制模块可以控制频率电压转换模块基于比例配置信息和输入信号对应的传输周期,获取高频信号与带频信号之间的第一临界频率以及带频信号与低频信号之间的第二临界频率,所确定的临界频率能够与信号功率分配配置相适应,在低频信号功率、带频信号功率及高频信号功率三者的比例关系为1:1:1(频谱均分)的情况下,能够实现基于频谱均分的方式,自动化地将信道的幅频响应划分成低频、带频和高频三部分,能够针对每一部分设计不同程度的补偿能力,增加均衡器的灵活适用性。
可选地,在低频信号功率、带频信号功率及高频信号功率三者的比例关系为1:1:1的情况下,可以通过以下方式确定第一临界频率fm和第二临界频率fn:
可选地,图12是本发明提供的连续时间线性均衡电路的结构示意图之七,如图12所示,CTLE主电路包括高频CTLE、带频CTLE、低频CTLE 和采样判决器等模块,高频CTLE可以对衰减的输入信号Vin高频分量进行补偿,输出VH,带频CTLE可以对已补偿高频的VH信号进行带频分量补偿,输出VB,低频CTLE可以对已补偿高频和带频的VB信号进行低频分量补偿,输出VL;采样判决器可以对均衡输出信号VL进行整形处理,输出一个转换时间小、幅度固定的近理想方波信号Vout,以便和VL进行斜率比较。
具体地,自适应调节的原理是零极点的调节,通过自适应环路中反馈回来的控制电压Vctrl、Vctrl1、Vctrl2分别来调节高频CTLE、带频CTLE和低频CTLE的零极点。据不同信道的幅频响应,产生不同的CTLE的传递函数,以便补偿不同衰减的信道。自适应环路分为两条反馈路径,一个反馈路径用于调控高频CTLE,另一条反馈路径用于调控带频CTLE和低频CTLE,这两个路径的交汇点在于采样判决器的输出端。
可以理解的是,高频CTLE中反馈路径包括高通滤波器、斜率检测器、第一减法器和积分器,高通滤波器用于输出采样判决器输入信号、输出信号的高频分量,斜率检测器用于检测判决器输入信号、输出信号的斜率,第一减法器用于计算判决器输入信号与输出信号的斜率差值(IΔ=Isp-Isb)。当斜率差值IΔ为正时,采样判决器输入信号的斜率要低于输出信号的斜率,说明信号的高频分量不足,增大Vctrl;反之,减小Vctrl;通过动态调整信号的高频分量所占比例,使得判决器的输入信号与输出信号的斜率相等。
可选地,在高频CTLE中,斜率检测器可以包括比较器、异或门和电压/电流转换器,其输出的是电流,故而斜率差值IΔ可以是电流信号。
可选地,对于积分器,可以在第一减法器输出端增加电容(作为积分器)作为负载,来实现积分功能。积分器可以是通过转换时间(即充放电时间常数)确定反馈控制电压V ctrl,积分公式如下:
其中,CL是负载电容,τint是充放电时间常数,即CL与MOS管跨导gm之间的比值。
可以理解的是,带频CTLE和低频CTLE中反馈路径包括低通滤波器、带通滤波器、整流器和减法-积分器。相比高频CTLE而言,第一个低通滤波器用于输出采样判决器输出信号的带频分量和低频分量,通过带通滤波器和低通滤波器进行分离成分;整流器可以是用于稳定和输出信号V 1和V 2。减法-积分器比较V 1和V 2,根据电压差值,控制电压V ctrl1和V ctrl2的增减。当V 1和V 2之间的差值为负时,带频分量所占的功率低于低频分量所占的功率,说明带频分量不够,增加V ctrl1,减小V ctrl2;反之,减小V ctrl1,增加V ctrl2。
可选地,带频CTLE和低频CTLE的反馈路径中减法-积分器具有第二减法器和积分器,其中,第二减法器输出V 1和V 2之间的电压差值,积分器可以是通过电压差值控制CMOS管导通后,产生镜像电流,再通过负载电容输出电压。
可以理解的是,高频CTLE需要判断采样判决器输入信号和输出信号的斜率差值,直到差值在一定范围内,其控制电压趋于稳定。带频CTLE和低频CTLE通过检测带通信号和低频信号的功率差值,直到差值在一定范围内,两者的控制电压趋于稳定。当控制电压趋于稳定,零极点不在发生变化,均衡效果达到最大,自适应调节结束。
另一方面,本发明还提供一种芯片互连物理接口电路,包括上述任一种所述连续时间线性均衡电路。
可以理解的是,本发明提供的连续时间线性均衡电路可以适应于C2C或D2D等各种Chiplet多芯片互连物理接口。
又一方面,本发明还提供一种接收端,包括上述任一种所述芯片互连物理接口电路。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (20)
1.一种连续时间线性均衡电路,其特征在于,包括:第一均衡模块、采样判决器和第一信号分量检测模块;
所述第一均衡模块的输出端与所述采样判决器的输入端电连接,所述第一信号分量检测模块的第一输入端与所述采样判决器的输入端电连接,所述第一信号分量检测模块的第二输入端与所述采样判决器的输出端电连接,所述第一信号分量检测模块的输出端与所述第一均衡模块的零极点控制端电连接;
所述第一均衡模块用于对输入信号的高频分量进行补偿;
所述采样判决器用于对信号进行整形处理,输出方波形式的信号;
所述第一信号分量检测模块用于基于所述采样判决器的输入端信号和所述采样判决器的输出端信号,进行高频分量比较,输出第一控制电压,所述第一控制电压用于调整所述第一均衡模块的零极点;
所述连续时间线性均衡电路,还包括:设置在所述第一均衡模块与所述采样判决器之间的第二均衡模块和第三均衡模块;
所述第二均衡模块的输入端与所述第一均衡模块的输出端电连接,所述第二均衡模块的输出端与所述第三均衡模块的输入端电连接,所述第三均衡模块的输出端与所述采样判决器的输入端电连接;
所述第二均衡模块用于对信号的带频分量进行补偿;
所述第三均衡模块用于对信号的低频分量进行补偿;
所述第三均衡模块的目标极点对应的频率小于或等于所述第二均衡模块的零点对应的频率,所述第二均衡模块的目标极点对应的频率小于或等于所述第一均衡模块的零点对应的频率;
所述第三均衡模块的目标极点为所述第三均衡模块的两个极点中频率较高的一项,所述第二均衡模块的目标极点为所述第二均衡模块的两个极点中频率较高的一项;
所述连续时间线性均衡电路,还包括:第二信号分量检测模块,所述第二信号分量检测模块的输入端与所述采样判决器的输出端电连接,所述第二信号分量检测模块的第一输出端与所述第二均衡模块的零极点控制端电连接,所述第二信号分量检测模块的第二输出端与所述第三均衡模块的零极点控制端电连接;
所述第二信号分量检测模块用于基于所述采样判决器的输出端信号中的带频分量和低频分量,输出第二控制电压至所述第二均衡模块的零极点控制端,以及输出第三控制电压至所述第三均衡模块的零极点控制端,以减小低频信号功率和带频信号功率之间的差距。
2.根据权利要求1所述连续时间线性均衡电路,其特征在于,所述第一信号分量检测模块包括:第一信号斜率检测单元、第二信号斜率检测单元和第一比较单元;
所述第一信号斜率检测单元的输入端与所述采样判决器的输入端电连接,所述第一信号斜率检测单元的输出端与所述第一比较单元的第一输入端电连接;
所述第二信号斜率检测单元的输入端与所述采样判决器的输出端电连接,所述第二信号斜率检测单元的输出端与所述第一比较单元的第二输入端电连接;
所述第一比较单元的输出端与所述第一均衡模块的零极点控制端电连接;
所述第一信号斜率检测单元用于检测所述采样判决器的输入端信号的第一斜率;
所述第二信号斜率检测单元用于检测所述采样判决器的输出端信号的第二斜率;
所述第一比较单元用于基于所述第一斜率和所述第二斜率,通过比较信号斜率,输出所述第一控制电压。
3.根据权利要求2所述连续时间线性均衡电路,其特征在于,所述第一信号斜率检测单元包括第一高通滤波器和第一斜率检测器,所述第二信号斜率检测单元包括第二高通滤波器和第二斜率检测器;
所述第一高通滤波器的输入端与所述采样判决器的输入端电连接,所述第一高通滤波器的输出端与所述第一斜率检测器的输入端电连接,所述第一斜率检测器的输出端与所述第一比较单元的第一输入端电连接;
所述第二高通滤波器的输入端与所述采样判决器的输出端电连接,所述第二高通滤波器的输出端与所述第二斜率检测器的输入端电连接,所述第二斜率检测器的输出端与所述第一比较单元的第二输入端电连接。
4.根据权利要求2所述连续时间线性均衡电路,其特征在于,所述第一比较单元包括:第一减法器和第一积分器;
所述第一减法器的第一输入端与所述第一信号斜率检测单元的输出端电连接,所述第一减法器的第二输入端与所述第二信号斜率检测单元的输出端电连接,所述第一减法器的输出端与所述第一积分器的输入端电连接,所述第一积分器的输出端与所述第一均衡模块的零极点控制端电连接;
所述第一减法器用于计算所述第一斜率和所述第二斜率之间的斜率差值,输出斜率差值信号;
所述第一积分器用于对所述斜率差值信号进行积分计算,输出所述第一控制电压,以减小所述第一斜率与所述第二斜率之间的差距。
5.根据权利要求1所述连续时间线性均衡电路,其特征在于,所述第一均衡模块为第一差分共源极电路,所述第一差分共源极电路的源极设置有第一源极负反馈单元,所述第一源极负反馈单元的控制端与所述第一信号分量检测模块的输出端电连接,所述第一源极负反馈单元的控制端用于调整所述第一差分共源极电路的零极点。
6.根据权利要求5所述连续时间线性均衡电路,其特征在于,所述第一源极负反馈单元包括并联的第一源级负反馈电阻和第一源级负反馈电容;
在所述第一源级负反馈电阻为可控电阻的情况下,所述第一信号分量检测模块的输出端与所述第一源级负反馈电阻的电阻值调控端电连接;
和/或,在所述第一源级负反馈电容为可控电容的情况下,所述第一信号分量检测模块的输出端与所述第一源级负反馈电容的电容值调控端电连接。
7.根据权利要求1所述连续时间线性均衡电路,其特征在于,所述第二信号分量检测模块包括:第一低通滤波器、带通滤波器和第二比较单元:
所述第一低通滤波器的输入端与所述采样判决器的输出端电连接,所述第一低通滤波器的输出端与所述第二比较单元的第一输入端电连接;
所述带通滤波器的输入端与所述采样判决器的输出端电连接,所述带通滤波器的输出端与所述第二比较单元的第二输入端电连接;
所述第二比较单元的第一输出端与所述第二均衡模块的零极点控制端电连接,所述第二比较单元的第二输出端与所述第三均衡模块的零极点控制端电连接;
所述第二比较单元用于通过比较所述第一低通滤波器输出的低频分量和所述带通滤波器输出的带频分量,输出所述第二控制电压至所述第二均衡模块的零极点控制端,以及输出所述第三控制电压至所述第三均衡模块的零极点控制端。
8.根据权利要求7所述连续时间线性均衡电路,其特征在于,所述第二比较单元包括:整流器、第二减法器和第二积分器;
所述整流器的第一输入端与所述第一低通滤波器的输出端电连接,所述整流器的第二输入端与所述带通滤波器的输出端电连接,所述整流器的第一输出端与所述第二减法器的第一输入端电连接,所述整流器的第二输出端与所述第二减法器的第二输入端电连接;
所述第二减法器的输出端与所述第二积分器的输入端电连接,所述第二积分器的第一输出端与所述第二均衡模块的零极点控制端电连接,所述第二积分器的第二输出端与所述第三均衡模块的零极点控制端电连接;
所述整流器用于分别对所述第一低通滤波器输出的低频分量和所述带通滤波器输出的带频分量进行整流;
所述第二积分器用于对所述第二减法器输出的差值信号进行积分计算,输出所述第二控制电压至所述第二均衡模块的零极点控制端,以及输出所述第三控制电压至所述第三均衡模块的零极点控制端。
9.根据权利要求1所述连续时间线性均衡电路,其特征在于,所述第二均衡模块为第二差分共源极电路,所述第二差分共源极电路的源极设置有第二源极负反馈单元,所述第二源极负反馈单元的控制端与所述第二信号分量检测模块的第一输出端电连接,所述第二源极负反馈单元的控制端用于调整所述第二差分共源极电路的零极点。
10.根据权利要求9所述连续时间线性均衡电路,其特征在于,所述第二源极负反馈单元包括并联的第二源级负反馈电阻和第二源级负反馈电容;
在所述第二源级负反馈电阻为可控电阻的情况下,所述第二信号分量检测模块的第一输出端与所述第二源级负反馈电阻的电阻值调控端电连接;
和/或,在所述第二源级负反馈电容为可控电容的情况下,所述第二信号分量检测模块的第一输出端与所述第二源级负反馈电容的电容值调控端电连接。
11.根据权利要求1所述连续时间线性均衡电路,其特征在于,所述第三均衡模块为第三差分共源极电路,所述第三差分共源极电路的源极设置有第三源极负反馈单元,所述第三源极负反馈单元的控制端与所述第二信号分量检测模块的第二输出端电连接,所述第三源极负反馈单元的控制端用于调整所述第三差分共源极电路的零极点。
12.根据权利要求11所述连续时间线性均衡电路,其特征在于,所述第三源极负反馈单元包括并联的第三源级负反馈电阻和第三源级负反馈电容;
在所述第三源级负反馈电阻为可控电阻的情况下,所述第二信号分量检测模块的第二输出端与所述第三源级负反馈电阻的电阻值调控端电连接;
和/或,在所述第三源级负反馈电容为可控电容的情况下,所述第二信号分量检测模块的第二输出端与所述第三源级负反馈电容的电容值调控端电连接。
13.根据权利要求1或7-12任一项所述连续时间线性均衡电路,其特征在于,还包括:频率电压转换模块,所述频率电压转换模块的第一输出端与所述第一信号分量检测模块的临界频率控制端电连接,所述频率电压转换模块的第一输出端与所述第二信号分量检测模块的第一临界频率控制端电连接,所述频率电压转换模块的第二输出端与所述第二信号分量检测模块的第二临界频率控制端电连接;
所述频率电压转换模块用于基于比例配置信息和输入信号对应的传输周期,获取高频信号与带频信号之间的第一临界频率以及带频信号与低频信号之间的第二临界频率,并通过第一输出端输出所述第一临界频率对应的第四控制电压,通过第二输出端输出所述第二临界频率对应的第五控制电压,所述比例配置信息用于表示临界频率与所述传输周期之间的比例关系。
14.根据权利要求13所述连续时间线性均衡电路,其特征在于,所述频率电压转换模块包括:临界频率信号生成器和信号处理单元;
所述临界频率信号生成器的第一输出端与所述信号处理单元的第一输入端电连接,所述临界频率信号生成器的第二输出端与所述信号处理单元的第二输入端电连接,所述信号处理单元的第一输出端与所述第一信号分量检测模块的临界频率控制端以及所述第二信号分量检测模块的第一临界频率控制端电连接,所述信号处理单元的第二输出端与所述第二信号分量检测模块的第二临界频率控制端电连接;
所述临界频率信号生成器用于基于所述比例配置信息和所述传输周期,生成具有所述第一临界频率的第一控制信号以及具有所述第二临界频率的第二控制信号;
所述信号处理单元用于基于所述第一控制信号生成所述第四控制电压,以及基于所述第二控制信号生成所述第五控制电压。
15.根据权利要求14所述连续时间线性均衡电路,其特征在于,所述临界频率信号生成器包括:级联的过零比较器和计数器;
所述过零比较器用于检测所述输入信号的传输周期,生成方波控制信号,所述方波控制信号用于表征所述输入信号的传输周期;
所述计数器用于基于所述比例配置信息和所述方波控制信号,生成所述第一控制信号和所述第二控制信号。
16.根据权利要求14所述连续时间线性均衡电路,其特征在于,所述信号处理单元包括:级联的整形器、脉宽调控器和第二低通滤波器。
17.根据权利要求13所述连续时间线性均衡电路,其特征在于,还包括:控制模块,所述控制模块的输出端与所述频率电压转换模块的控制端电连接;
所述控制模块用于基于信号功率分配配置,进行功率分配计算,输出携带有所述比例配置信息的第三控制信号,所述信号功率分配配置用于表征低频信号功率、带频信号功率及高频信号功率三者的比例关系。
18.根据权利要求17所述连续时间线性均衡电路,其特征在于,所述信号功率分配配置包括:低频信号功率、带频信号功率及高频信号功率三者的比例关系为1:1:1。
19.一种芯片互连物理接口电路,其特征在于,包括如权利要求1-18任一项所述连续时间线性均衡电路。
20.一种接收端,其特征在于,包括如权利要求19所述芯片互连物理接口电路。
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