CN116073840A - 发射器与其讯号发射方法 - Google Patents

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Abstract

发射器包括序列器、主驱动器及辅助驱动器。序列器根据一频率讯号将一第一讯号与一第二讯号依序输出为一第一输出讯号中的两个连续数据，并侦测该第一讯号与该第二讯号是否相同以产生一控制讯号。主驱动器根据该第一输出讯号产生一第二输出讯号。辅助驱动器根据该控制讯号选择性切换，其中该主驱动器与该辅助驱动器经由同一电源电压供电。

Description

发射器与其讯号发射方法
技术领域
本案是关于发射器，尤其是关于具有稳定电压机制的发射器与其讯号发射方法。
背景技术
发射器可用来传输数据到另一装置。依据欲传输的数据样式不同，发射器可能会于不同期间产生不同的电流消耗。例如，若欲传输的数据样式为连续的多个不同数据值，发射器中的内部电路将不断进行切换而产生较大的动态电流。或者，若欲传输的数据样式为连续的多个相同数据值，发射器中的内部电路将不进行切换而电流较为稳定。在上述的情形中，供电给发射器的电源需具备较好的调节能力与/或具有较大的滤波电容，以适用于高速数据传输的需求。然而，随着数据传输速率的增加，电源的带宽(例如可为兆赫(MHz))与调节能力已不足以支持目前的高速数据传输速率(例如可为千兆赫兹(GHz))。另一方面，若是增加滤波电容的容值，又会使芯片整体面积与成本过度增加，且亦会造成电源的带宽下降。
发明内容
本申请实施例提供一种具有稳定电压机制的发射器与其讯号发射方法，以改善先前技术之不足。
本申请实施例提供一种发射器包括序列器、主驱动器及辅助驱动器。序列器根据一频率讯号将一第一讯号与一第二讯号依序输出为一第一输出讯号中的两个连续数据，并侦测该第一讯号与该第二讯号是否相同以产生一控制讯号。主驱动器根据该第一输出讯号产生一第二输出讯号。辅助驱动器根据该控制讯号选择性切换，其中该主驱动器与该辅助驱动器经由同一电源电压供电。
本申请实施例还提供一种讯号发射方法包括下列操作：根据一频率讯号将一第一讯号与一第二讯号依序输出为一第一输出讯号中的两个连续数据，并侦测该第一讯号与该第二讯号是否相同以产生一控制讯号；藉由一主驱动器根据该第一输出讯号产生一第二输出讯号；以及根据该控制讯号选择性切换一辅助驱动器，其中该主驱动器与该辅助驱动器经由同一电源电压供电。
有关本案的特征、实作与功效，兹配合图式作较佳实施例详细说明如下。
附图说明
[图1]为根据本案一些实施例绘制的一种发射器的示意图；
[图2]为根据本案一些实施例绘制图1中的序列器、主驱动器及辅助驱动器的电路示意图；
[图3]为根据本案一些实施例绘制图1与/或图2中的部分讯号与/或部分电路所消耗之电流的动态波形示意图；以及
[图4]为根据本案一些实施例绘制一种讯号发射方法的流程图。
具体实施方式
本文所使用的所有词汇具有其通常的意涵。上述之词汇在普遍常用之字典中之定义，在本案的内容中包括任一于此讨论的词汇之使用例子仅为示例，不应限制到本案之范围与意涵。同样地，本案亦不仅以于此说明书所示出的各种实施例为限。
关于本文中所使用之『耦接』或『连接』，均可指二或多个组件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，亦可指二或多个组件相互操作或动作。如本文所用，用语『电路』可为由至少一个晶体管与/或至少一个主被动组件按一定方式连接以处理讯号的装置。
图1为根据本案一些实施例绘制的一种发射器100的示意图。在一些实施例中，发射器100可为有线传输的发射器。发射器100包括序列器(serializer)110、主驱动器120、辅助驱动器125、后置(post)驱动器130、电源140以及电源150。电源140操作为核心电源，其可提供电源电压VDD3给序列器110，并提供电源电压VDD1给主驱动器120及辅助驱动器125，以对该些电路进行供电。在一些实施例中，电源电压VDD3与电源电压VDD1可为同一电压，但本案并不以此为限。电源150操作为用于输入/输出接口的电源，其可提供电源电压VDD2给后置驱动器130，以对后置驱动器130进行供电。
序列器110可根据频率讯号CLK将讯号S1与讯号S2依序输出为输出讯号SO1中的两个连续数据。换句话说，序列器110可将并行的两个讯号(即讯号S1与讯号S2)转换成一个序列输出(即输出讯号SO1)。序列器110更可侦测讯号S1与讯号S2是否相同，以产生控制讯号SC。
在一些实施例中，主驱动器120与辅助驱动器125可为具有相同结构的前置驱动器(pre-driver)。在一些实施例中，主驱动器120操作为主传输路径，其可用来传输输出讯号SO1，且辅助驱动器125操作为辅助传输路径，其可用来稳定电源电压VDD1。详细而言，主驱动器120可耦接到序列器110以接收输出讯号SO1，并根据输出讯号SO1产生输出讯号SO2。辅助驱动器125可耦接到序列器110以接收控制讯号SC，并根据控制讯号SC选择性地切换。例如，若序列器110判断讯号S1相同于讯号S2，辅助驱动器125根据控制讯号SC进行切换。或者，若序列器110判断讯号S1不同于讯号S2，辅助驱动器125根据控制讯号SC不切换。藉由上述设置方式，可确保主驱动器120与辅助驱动器125两者在任一期间内皆自电源140汲取出相近的电流，以使电源电压VDD1可以更加稳定。关于此处之详细操作将于后参照图2与图3说明。后置驱动器130耦接至主驱动器120，以接收输出讯号SO2。后置驱动器130可根据输出讯号SO2产生输出讯号SO3，并经由缆线105传送输出讯号SO3至其他装置(未示出)。
图2为根据本案一些实施例绘制图1中的序列器110、主驱动器120及辅助驱动器125的电路示意图。序列器110包括数据撷取电路211、暂存电路212、多任务器213及侦测电路214。数据撷取电路211根据频率讯号CLK将讯号S1与讯号S2分别输出为数据D1与数据D2。在一些实施例中，数据撷取电路211可包括D型正反器211A及D型正反器211B。D型正反器211A根据频率讯号CLK将讯号S1输出为数据D1。D型正反器211B根据频率讯号CLK将讯号S2输出为数据D2。
暂存电路212根据频率讯号CLK将数据D2暂存为数据D3。例如，暂存电路212可为，但不限于，D型闩锁器，其可根据频率讯号CLK将数据D2暂存为数据D3。侦测电路214可比较数据D1与数据D2，以确认讯号S1是否相同于讯号S2以产生控制讯号SC。如前所述，讯号S1与讯号S2将输出为输出讯号SO1中的两个连续数据。例如，讯号S1可被输出为输出讯号SO1中的偶数数据，且讯号S2可被输出为输出讯号SO1中的奇数数据。为确认讯号S1与讯号S2是否相同，可藉由暂存电路212来延迟讯号S2以与讯号S1在时间上对齐(即，数据D1可对齐于资料D3)。如此，侦测电路214可比对数据D1与数据D3，以确认输出讯号SO1中的两个连续数据是否相同。
在一些实施例中，侦测电路214可包括比较器214A及控制讯号产生器214B。比较器214A可比较数据D1与数据D3以产生讯号S3。在一些实施例中，比较器214A可为，但不限于，一反互斥或(XNOR)闸，其可用以执行上述操作以产生讯号S3。例如，若数据D1相同于数据D3，比较器214A可输出具有第一逻辑值(例如为逻辑值1)的讯号S3。或者，若数据D1不同于数据D3，比较器214A可输出具有第二逻辑值(例如为逻辑值0)的讯号S3。控制讯号产生器214B可根据讯号S3与频率讯号CLK产生控制讯号SC。在一些实施例中，控制讯号产生器214B可为，但不限于，一反及(NAND)闸，其可执行上述操作以产生控制讯号SC。例如，响应具有第一逻辑值的讯号S3，控制讯号产生器214B可将频率讯号CLK输出为控制讯号SC，使得辅助驱动器125可随着频率讯号CLK切换。或者，响应具有第二逻辑值的讯号S3，控制讯号产生器214B可输出具有固定逻辑值(例如为逻辑值1)的控制讯号SC，使得辅助驱动器125不进行切换。
多任务器213可根据频率讯号CLK依序将数据D1与数据D3输出为输出讯号SO1的两个连续数据。例如，当频率讯号CLK具有第一位准时，多任务器213将数据D1输出为输出讯号SO1的偶数数据。或者，当频率讯号CLK具有不同于第一位准的第二位准时，多任务器213将数据D3输出为输出讯号SO1的奇数数据。等效而言，藉由数据撷取电路211及多任务器213，可将并行的多个讯号S1与S2转换为输出讯号SO1中的连续多个数据(即串行化)。
在此例中，主驱动器120与辅助驱动器125中每一者可为反相器电路，其可经由电源电压VDD1供电。例如，主驱动器120与辅助驱动器125中每一者可为由具有相同尺寸设定的P型晶体管与N型晶体管实施。如前所述，主驱动器120可根据输出讯号SO1产生输出讯号SO2，并传输输出讯号SO2给图1中的后置驱动器130。在一些实施例中，辅助驱动器125的输出端耦接至一电容C，而未传输讯号至其他电路。当数据D1不同于数据D3(即撷取到的讯号S1不同于撷取到的讯号S2)时，辅助驱动器125可响应控制讯号SC不切换，而主驱动器120将连续输出不同的数据(因数据D1与数据D3为输出讯号SO1中的两个连续数据)而进行切换。换言之，在此条件下，主驱动器120将进行切换而消耗动态电流。
另一方面，当数据D1相同于数据D3(即撷取到的讯号S1相同于撷取到的讯号S2)时，辅助驱动器125可响应控制讯号SC进行切换，而主驱动器120将连续输出相同的数据而不进行切换。换言之，在此条件下，辅助驱动器125将进行切换而消耗动态电流。据此，在上述的任一情形中，主驱动器120与辅助驱动器125中的一对应者将进行切换而使得主驱动器120与辅助驱动器125整体消耗大致等量的动态电流。如此，可降低图1中提供电源电压VDD1的电源140所受到的电流波动，从而使电源电压VDD1更加稳定。在一些实施例中，为确保主驱动器120及辅助驱动器125可产生大致相同的动态电流，电容C的容值可根据图1的后置驱动器130的输入电容(例如为图1标示的输入电容Cin)来设置。例如，电容C的容值可设置为相同于后置驱动器130的输入电容Cin的容值。如此，可使主驱动器120及辅助驱动器125在进行切换时产生更为相近的动态电流。
图3为根据本案一些实施例绘制图1与/或图2中的部分讯号与/或部分电路所消耗之动态电流的波形示意图。如图3所示，输出讯号SO1包括多个数据，其依序可为在期间T1中的逻辑值0、逻辑值1、逻辑值0、逻辑值1、逻辑值0及逻辑值1与在期间T2中的多个逻辑值1。上述的多个数据可依序为讯号S1与讯号S2在不同时间所具有的数据值。
在期间T1中，由于输出讯号SO1的两个连续数据彼此不同(即一个逻辑值0以及一个逻辑值1)，代表主驱动器120连续地进行切换而产生多个不同数据。如此，主驱动器120在期间T1内将在数据切换时产生动态电流的消耗(如图3所示的波形301)。另一方面，在此条件下，辅助驱动器125响应控制讯号SC不切换而不产生动态电流的消耗(如图3所示的波形302)。
在期间T2中，由于输出讯号SO1的两个连续数据皆相同(即皆为逻辑值1)，代表主驱动器120持续未进行切换以输出相同数据。如此，主驱动器120在期间T2内将不产生动态电流。另一方面，在此条件下，辅助驱动器125响应控制讯号SC进行切换而产生动态电流(如图3所示的波形302)。如图3所示，由于在期间T1与期间T2皆有一个对应的驱动器在产生大致等量的动态电流，可使电源电压VDD1在期间T1与期间T2上的波动较为稳定(如图3所示的波形303)。
相对地，若未设置辅助驱动器125来于期间T2内产生等量的动态电流，电源电压VDD1(如图3中以虚线绘制的波形304)在期间T1将受到动态电流的消耗而逐渐降低位准。于期间T2，由于主驱动器120亦未进行切换，电源140将调节电源电压VDD1而逐渐恢复电源电压VDD1之位准。藉由比对波形303及波形304，可得知电源电压VDD1在未设置辅助驱动器125下因为高速的数据传输而受到较大的波动。换句话说，藉由设置辅助驱动器125，可有效地增加电源电压VDD1的稳定性，并可适用于高速数据传输。
图4为根据本案一些实施例绘制一种讯号发射方法400的流程图。在操作S410中，根据一频率讯号将一第一讯号与一第二讯号依序输出为一第一输出讯号中的两个连续数据，并侦测该第一讯号与该第二讯号是否相同以产生一控制讯号。在操作S420中，藉由一主驱动器根据该第一输出讯号产生一第二输出讯号。在操作S430中，根据该控制讯号选择性切换一辅助驱动器，其中该主驱动器与该辅助驱动器经由同一电源电压供电。
上述讯号发射方法400的多个操作可参考前述的实施例之说明，故于此不再重复赘述。上述讯号发射方法400的多个操作仅为示例，并非限定需依照此示例中的顺序执行。在不违背本案的各实施例的操作方式与范围下，在讯号发射方法400下的各种操作当可适当地增加、替换、省略或以不同顺序执行(例如可以是同时执行或是部分同时执行)。
综上所述，本案一些实施例中的发射器与讯号发射方法可利用辅助驱动器来提高电源电压的稳定性。如此，可不受限于电源的调节能力与不用使用到较大的滤波电容，从而可适用于高速数据传输的相关应用并降低芯片的整体成本。
虽然本案之实施例如上所述，然而该些实施例并非用来限定本案，本技术领域具有通常知识者可依据本案之明示或隐含之内容对本案之技术特征施以变异，凡此种种变异均可能属于本案所寻求之专利保护范畴，换言之，本案之专利保护范围须视本说明书之申请专利范围所界定者为准。
【符号说明】
0,1:逻辑值
100:发射器
105:缆线
110:序列器
120:主驱动器
125:辅助驱动器
130:后置驱动器
140,150:电源
211:数据撷取电路
211A,211B:D型正反器
212:暂存电路
213:多任务器
214:侦测电路
214A:比较器
214B:控制讯号产生器
301～304:波形
400:讯号发射方法
C:电容
CLK:频率讯号
Cin:输入电容
D1～D3:资料
S1～S3:讯号
S410,S420,S430:操作
SC:控制讯号
SO1,SO2,SO3:输出讯号
T1,T2:期间
VDD1,VDD2,VDD3:电源电压

Claims (10)

1.一种发射器，其特征在于，所述发射器包括：
一序列器，根据一频率讯号将一第一讯号与一第二讯号依序输出为一第一输出讯号中的两个连续数据，并侦测该第一讯号与该第二讯号是否相同以产生一控制讯号；
一主驱动器，根据该第一输出讯号产生一第二输出讯号；以及
一辅助驱动器，根据该控制讯号选择性切换，其中该主驱动器与该辅助驱动器经由同一电源电压供电。
2.如权利要求1所述的发射器，其特征在于，所述当该第一讯号相同于该第二讯号时，该辅助驱动器根据该控制讯号进行切换，且当该第一讯号不同于该第二讯号时，该辅助驱动器根据该控制讯号不切换。
3.如权利要求1所述的发射器，其特征在于，所述发射器还包括：
一后置驱动器，根据该第二输出讯号产生一第三输出讯号，
其中该辅助驱动器的一输出端耦接至一电容，且该电容的容值为根据该后置驱动器的一输入电容的容值设置。
4.如权利要求1所述的发射器，其特征在于，所述序列器包括：
一数据撷取电路，根据该频率讯号将该第一讯号与该第二讯号分别输出为一第一数据与一第二数据；
一暂存电路，根据该频率讯号将该第二数据暂存为一第三资料；
一多任务器，根据该频率讯号依序将该第一数据与该第三数据输出为该第一输出讯号中的该两个连续数据；以及
一侦测电路，比较该第二数据与该第三数据以产生该控制讯号。
5.如权利要求4所述的发射器，其特征在于，所述数据撷取电路包括：
一第一D型正反器，根据该频率讯号将该第一讯号输出为该第一数据；以及
一第二D型正反器，根据该频率讯号将该第二讯号输出为该第二数据。
6.如权利要求4所述的发射器，其特征在于，所述暂存电路包括：
一D型闩锁器，根据该频率讯号将该第二数据输出为该第三数据。
7.如权利要求4所述的发射器，其特征在于，所述侦测电路包括：
一比较器，比较该第一数据与该第三数据以产生一第三讯号；以及
一控制讯号产生器，根据该第三讯号与该频率讯号产生该控制讯号。
8.如权利要求7所述的发射器，其特征在于，所述比较器为一反互斥或(XNOR)闸。
9.如权利要求7所述的发射器，其特征在于，所述控制讯号产生器为一反及(NAND)闸。
10.一种讯号发射方法，其特征在于，所述方法包括：
根据一频率讯号将一第一讯号与一第二讯号依序输出为一第一输出讯号中的两个连续数据，并侦测该第一讯号与该第二讯号是否相同以产生一控制讯号；
藉由一主驱动器根据该第一输出讯号产生一第二输出讯号；以及
根据该控制讯号选择性切换一辅助驱动器，其中该主驱动器与该辅助驱动器经由同一电源电压供电。
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