CN117955780A - 一种带无限冲激响应滤波器的高速判决反馈均衡器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种带无限冲激响应滤波器的高速判决反馈均衡器，属于集成电路领域。本发明利用自适用算法收敛控制高速判决反馈加法器、无限冲激响应滤波器和时钟敏感放大器，首先能够对特定频率分量进行离散补偿，同时加入无限冲激响应低通滤波器整合离散反馈数据，进而线性补偿不同频率分量的数据干扰，消除信号的拖尾效果，进而得到更高质量的眼图结果，并减低功耗，具有更高速应用需求的延展性，并且架构实现简单，易于整合，扩展和升级。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种带无限冲激响应滤波器的高速判决反馈均衡器。
背景技术
高速串行信号通讯链路中，受到长距离传输线、芯片封装、芯片电路板上的介质损耗和趋肤效应影响，高速信号会产生严重的衰减，信号之间会产生码间干扰ISI，加上环境噪声干扰因素，都会影响接收端的眼图质量。
因此目前接收端的芯片架构上，都会采用线性均衡器搭配离散判决反馈均衡器，对高速信号的各种衰减和损耗进行补偿，消除码间干扰，同时抑制和消除噪声干扰；而且随着传输场景的复杂性，低频的噪声的来源会更加多样化，所以为了能够更好地消除中低频的噪声干扰，都会在信号前端采用频带相对比较高的高通滤波器进行过滤，但同时高频滤波器也会损耗正常传输信号的低频分量，造成高速数据中低频信号拖尾失真，高频信号也会引入更多低频部分的码间干扰。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带无限冲激响应滤波器的高速判决反馈均衡器，以解决背景技术中的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种带无限冲激响应滤波器的高速判决反馈均衡器，包括线性均衡器CTLE、DFE加法器单元、时钟敏感放大器SA、无限冲激响应滤波器；
线性均衡器CTLE的输入端接入高速数据，输出端连接DFE加法器单元的输入端；DFE加法器单元的输出端连接时钟敏感放大器SA的输入端，时钟敏感放大器SA的输出端直接反馈至DFE加法器单元的输入端，另外还通过多个时钟锁存器和反馈延迟单元处理后反馈至DFE加法器单元的输入端，时钟敏感放大器SA的输出端也连接无限冲激响应滤波器的输入端，无限冲激响应滤波器的输出端连接时钟敏感放大器SA的输入端。
在一种实施方式中，所述高速判决反馈均衡器还包括自适应算法和无限冲激响应滤波器自适应算法；自适应算法分析时钟敏感放大器采样的离散数据并直接反馈至DFE加法器单元，还有通过多个时钟锁存器和反馈延迟单元处理后反馈至DFE加法器单元的输入端；无限冲激响应滤波器自适应算法调整IIR低通滤波的带宽和增益。
在一种实施方式中，所述线性均衡器CTLE对高速数据进行预放大和高频线性放大，补偿线材损耗影响。
在一种实施方式中，所述时钟敏感放大器对数据进行采用，并利用多个时钟锁存器和反馈延时单元产生多个特定的频率时刻点的离散反馈数据。
在一种实施方式中，所述自适应算法对时钟敏感放大器采样的离散数据进行分析滤波，收敛得到对应频率点的反馈系数。
在一种实施方式中，所述无限冲激响应滤波器自适应算法调整无限冲激响应滤波器的低通滤波的带宽和增益，使其与输入的高通滤波器带宽和衰减相匹配，使输入滤波和反向补偿滤波线性变化一致。
本发明提供的一种带无限冲激响应滤波器的高速判决反馈均衡器，利用自适用算法收敛控制高速判决反馈加法器、无限冲激响应滤波器和时钟敏感放大器，针对高速数据传输的码间干扰，高低频噪声干扰和中低频信号失真，进行动态补偿；同时对模块电路和架构进行优化，减小反馈环路的延迟，调整补偿方式，提高速接收的信号眼图质量，并减低功耗，具有更高速应用需求的延展性，并且架构实现简单，易于整合，扩展和升级。
附图说明
图1是本发明提供的一种带无限冲激响应滤波器的高速判决反馈均衡器的结构示意图。
图2是本发明的效果示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种带无限冲激响应滤波器的高速判决反馈均衡器作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明提供一种带无限冲激响应滤波器的高速判决反馈均衡器，其架构框图如图1所示，包括线性均衡器CTLE、DFE加法器单元、时钟敏感放大器SA、无限冲激响应滤波器IIRfilter；线性均衡器CTLE的输入端接入高速数据，输出端连接DFE加法器单元的输入端；DFE加法器单元的输出端连接时钟敏感放大器的输入端，时钟敏感放大器的输出端直接反馈至DFE加法器单元的输入端，另外还通过多个时钟锁存器和反馈延迟单元处理（LATCH＆DELAY）反馈至DFE加法器单元的输入端，时钟敏感放大器的输出端也连接无限冲激响应滤波器的输入端，无限冲激响应滤波器的输出端连接时钟敏感放大器的输入端。
进一步的，本发明的高速判决反馈均衡器还包括自适应算法（AdaptiveAlgorithm）和无限冲激响应滤波器自适应算法（IIR Adaptive Algorithm）；自适应算法分析时钟敏感放大器采样的离散数据并反馈至DFE加法器单元；无限冲激响应滤波器自适应算法调整IIR低通滤波的带宽和增益。
本发明的效果示意图如2所示，具体实现原理如下：
高速数据首先经过带有高通特性滤波器的线性均衡器CTLE，进行预放大和高频线性放大，补偿线材损耗影响，改善ISI，但依然会遗留不同频率分量（post-cursor）干扰，同时也会加入自身的模拟高低频噪声，所以还需要使用离散反馈判决均衡器，通过时钟敏感放大器对数据进行采样，针对固定的频率分量post-cursor干扰（如图2中H1频点），利用时钟锁存器和反馈延迟单元，产生特定的频率时刻点的离散反馈数据，并通过DFE加法器单元（SUM）直接反馈到输入数据的上，对当前数据的不同频率分量点的干扰进行反向补偿，减少码间干扰，同时使用自适应算法Adaptive Algorithm，对时钟敏感放大器采样的离散数据进行分析滤波，收敛得到对应频率点的反馈系数，精确补偿当前模拟数据的post-cursor干扰，并且由于补偿是数字离散的，不会引入额外的模拟噪声，同时优化DFE summer模块，减少补偿切换过程中产生的毛刺响应对输出信号的耦合干扰，使高速补偿的模拟响应过程更加平滑。
为了应对复杂的传输环境，需要提高高通滤波器的带宽频点，消除输入的中低频噪声和串扰的影响，但同时也会损伤正常数据链的中低频分量，混入更多的频率分量的post-cursor，使干扰post-cursor发生线性变化（如图2中H2->H6之间的变化曲线），这种情况下离散频率点判决反馈，无法能够完全补偿，进而损伤数据眼图质量，所以需要加入无限冲激响应滤波器IIR，将自适应算法收敛产生的特定频率分量点离散数字反馈数据进行线性化变换，同时调整IIR低通滤波的带宽和增益使其与输入的高通滤波器带宽和衰减相匹配，使输入滤波和反向补偿滤波线性变化一致，进而能够更完整地进行线性化反向补偿。（如图2中针对H2-H6 post-cursor的线性补偿），同时由于反馈补偿系数设计发生在时钟敏感放大器的输入端，不会增加离散反馈均衡器的带宽负担，使整体高速判决反馈均衡器能够适用更高速的应用场景，并不会有增加额外功耗。
本发明融合了高速判决反馈均衡器和无限冲激响应滤波器，利用时钟敏感放大器对当前数据进行采样，使用自适应算法，将不同比例不同速率的离散反馈系数通过高速判决加法器，直接动态补偿在当前数据，同时利用带宽匹配调整后的无限冲激响应滤波器，对离散反馈数据线性滤波后，根据自适用收敛的反馈系数，通过时钟敏感放大器线性补偿当前输入数据，最终达到消除信号码间干扰ISI，抑制消除高频噪声干扰，改善中低频信号分量的失真，同时对关键模拟模块进行性能优化，降低自身高频噪声和非线性变化的额外影响，对数据反馈架构进行优化，根据反馈类型，选择不同的反馈节点，减少架构反馈环路的延迟，降低带宽负担，同时在不增加额外功耗的基础上，能够达到更高速高质量的数据传输处理需求。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (6)
1.一种带无限冲激响应滤波器的高速判决反馈均衡器，其特征在于，包括线性均衡器CTLE、DFE加法器单元、时钟敏感放大器SA、无限冲激响应滤波器；
线性均衡器CTLE的输入端接入高速数据，输出端连接DFE加法器单元的输入端；DFE加法器单元的输出端连接时钟敏感放大器SA的输入端，时钟敏感放大器SA的输出端直接反馈至DFE加法器单元的输入端，另外还通过多个时钟锁存器和反馈延迟单元处理后反馈至DFE加法器单元的输入端，时钟敏感放大器SA的输出端也连接无限冲激响应滤波器的输入端，无限冲激响应滤波器的输出端连接时钟敏感放大器SA的输入端。
2.如权利要求1所述的带无限冲激响应滤波器的高速判决反馈均衡器，其特征在于，所述高速判决反馈均衡器还包括自适应算法和无限冲激响应滤波器自适应算法；自适应算法分析时钟敏感放大器采样的离散数据并反馈至DFE加法器单元；无限冲激响应滤波器自适应算法调整IIR低通滤波的带宽和增益。
3.如权利要求1所述的带无限冲激响应滤波器的高速判决反馈均衡器，其特征在于，所述线性均衡器CTLE对高速数据进行预放大和高频线性放大，补偿线材损耗影响。
4.如权利要求1所述的带无限冲激响应滤波器的高速判决反馈均衡器，其特征在于，所述时钟敏感放大器对数据进行采用，并利用多个时钟锁存器和反馈延时单元产生特定的频率时刻点的离散反馈数据。
5.如权利要求2所述的带无限冲激响应滤波器的高速判决反馈均衡器，其特征在于，所述自适应算法对时钟敏感放大器采样的离散数据进行分析滤波，收敛得到对应频率点的反馈系数。
6.如权利要求1所述的带无限冲激响应滤波器的高速判决反馈均衡器，其特征在于，所述无限冲激响应滤波器自适应算法调整无限冲激响应滤波器的低通滤波的带宽和增益，使其与输入的高通滤波器带宽和衰减相匹配，使输入滤波和反向补偿滤波线性变化一致。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101790845A (zh) * | 2007-10-03 | 2010-07-28 | Lsi公司 | 连续时间-决策反馈均衡器 |
| CN102301665A (zh) * | 2009-02-06 | 2011-12-28 | 国际商业机器公司 | 用于面积和功耗减少的dfe的电路和方法 |
| US20140062622A1 (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | Fujitsu Limited | Low-frequency equalizer circuit for a high-speed broadband signal |
| CN108259067A (zh) * | 2016-12-29 | 2018-07-06 | 深圳市中兴微电子技术有限公司 | 一种自适应判决反馈均衡的方法和装置 |
| CN113315485A (zh) * | 2020-02-26 | 2021-08-27 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 决策反馈均衡器 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101790845A (zh) * | 2007-10-03 | 2010-07-28 | Lsi公司 | 连续时间-决策反馈均衡器 |
| CN102301665A (zh) * | 2009-02-06 | 2011-12-28 | 国际商业机器公司 | 用于面积和功耗减少的dfe的电路和方法 |
| US20140062622A1 (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | Fujitsu Limited | Low-frequency equalizer circuit for a high-speed broadband signal |
| CN108259067A (zh) * | 2016-12-29 | 2018-07-06 | 深圳市中兴微电子技术有限公司 | 一种自适应判决反馈均衡的方法和装置 |
| CN113315485A (zh) * | 2020-02-26 | 2021-08-27 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 决策反馈均衡器 |
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