CN1973462B - 光收发机和具有存储器映像监视电路的主机适配器 - Google Patents

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Abstract

主机适配器构造为监视光电收发机的操作。主机适配器包括收发机接口，存储器，比较逻辑电路和主机接口。收发机接口从光电收发机接收相应于光电收发机操作条件的数字值。存储器包括包括一个或多个存储器阵列，用于存储与光电收发机相关的信息，包括从光电收发机接收的数字值。比较逻辑电路构造为比较数字值与限制值以产生标记值，其中标记值在光电收发机的操作期间存储在存储器中的预定义的标记存储位置中。主机接口使主机能够根据从主机接收的命令从存储器中的主机指定位置进行读取，该位置包括预定义的标记存储位置。

Description

光收发机和具有存储器映像监视电路的主机适配器
本申请是于2001年2月5日提交、名称为“INTEGRATED MEMORYMAPPED CONTROLLER CIRCUIT FOR FIBER OPTICS TRANSCEIVERS”、序列号09/777,917的美国专利申请，和于2002年10月8日提交、序列号10/266,869的美国专利申请的部分继续申请，这些文献的整个内容在此结合作为参考。
技术领域
本发明总地涉及光纤收发机领域，具体涉及耦合在光电收发机和主机之间的主机适配器，以实现控制、设置、监视和识别操作。
背景技术
光纤收发机中两个最基本的电子电路是接收高速数字数据并电驱动LED或激光二极管以产生等效的光学脉冲的激光驱动器电路，和接收相对小的来自光学检测器的信号并放大和限制它们以产生均匀幅度的数字电输出的接收机电路。除此之外，有时连同这些基本功能，存在许多必须由收发机电路处理的其它任务以及许多可以任选地由收发机电路处理以提高其功能性的任务。这些任务包括下述任务，但不必然限制于此：
·设置功能。这总地涉及在工厂中在器件-器件(part-to-part)基础上进行的所需调节以允许元件特性例如激光二极管阈值电流的变化。
·识别。这涉及通用存储器，一般为EEPROM(电可擦除和可编程只读存储器)或其它非易失性存储器。存储器优选利用根据工业标准的串行通信总线可访问。存储器用于存储多种信息，识别收发机类型、性能、序列号和与多种标准的兼容性。虽然不是标准，但是希望在该存储器中进一步存储附加信息，例如副元件修订和工厂测试数据。
·眼睛安全和一般错误检测。这些功能用于识别不正常和潜在不安全的操作参数以及适当时将这些报告给用户和/或执行激光器关闭。
此外，在许多收发机中希望控制电路执行下面附加的一些或所有功能：
·温度补偿功能。例如，补偿关键的激光特性例如斜率效率中已知的温度变化。
·监视功能。监视与收发机操作特性和环境有关的多种参数。希望监视的参数的例子包括激光器偏置电流，激光输出功率，接收的功率电平，供电电压和温度。理想地，这些参数应当被监视和报告给主机装置从而给收发机的用户或使主机装置从而收发机的用户可得到。
·供电时间。对于收发机的控制电路希望记录收发机处于功率接通状态的总小时数，并且将该时间值报告给主机装置或使主机装置可得到。
·容限(margining)。“容限”是一种允许终端用户在与理想操作条件的已知偏离处测试收发机的性能的机制，通常通过换算用于驱动收发机有效元件的控制信号实现。
·其它数字信号。希望使主机装置能够配置收发机以便使其与极性的多种需要可兼容并输出数字输入和输出的类型。例如，数字输入用于发送机禁用和速度选择功能，而数字输出用于表示发送机错误和信号损耗状态。
图1示出了典型的现有技术光纤收发机的基本特征的示意表示。主电路1最小包含发送和接收机电路路径和电源电压19和接地连接18。接收机电路一般由接收机光学子配件(ROSA)2构成，该子配件包含机械光纤插座以及光电二极管和前置放大器电路。ROSA进而又连接到后置放大器集(postamp)成电路4，其功能是产生经由RX+和RX-管脚17连接到外部电路的固定的输出漂移数字信号。后置放大器电路通常也提供称为信号检测(SD)或信号损耗的数字输出信号，表示适当强的光学输入的存在或不存在的。信号检测(SD)输出提供作为管脚18上的输出。发送电路一般包括发送机光学子配件(TOSA)3和激光驱动器集成电路5。TOSA包含机械光纤插座以及激光二极管或LED。激光驱动器电路一般为激光器提供AC驱动和DC偏置电流。AC驱动器的信号输入从TX+和TX-管脚12得到。一般，激光驱动器电路需要某些参数的单独工厂设置，这些参数如激光器的偏置电流(或输出功率)电平和AC调制驱动。一般，这通过调节可变电阻器或放置工厂选定电阻器7，9(即具有工厂选定的电阻值)实现。此外，通常需要偏置电流的温度补偿和调制。该功能可以集成在激光驱动器集成电路中或通过使用外部温度敏感元件例如热敏电阻6，8来实现。
除了上述最基本的功能之外，一些收发机平台标准包含附加的功能性。其例子是在千兆位接口转换器(GBIC)标准中描述的外部TX禁止13和TX错误14管脚。在GBIC标准中，外部TX禁止管脚允许发送机由主机装置关闭，而TX错误管脚是对于主机装置的存在于激光器或相关激光驱动器电路中的一些错误状态的指示器。除了这些基本描述以外，GBIC标准包括一系列时序图，描述了这些控制怎样起作用以及彼此互相影响以实现复位操作和其它操作。该功能的一些目标在于当错误状态存在于激光器电路中时防止非眼睛安全发射能级。这些功能可以集成到激光驱动器电路本身中或在任选的附加集成电路11中。最后，GBIC标准还要求EEPROM 10存储标准的串行ID信息，其可以经由由时钟15和数据16线构成的串行接口(利用EEPROM产品的ATMEL AT24C01A族的串行接口限定)读出。
类似的原理清楚地应用于仅实现全部收发机功能的一半的光纤发送机或接收机中。
此外，从光纤收发机发射的光学能量对于人眼是潜在危险的。特别注意的是激光器，因为它们发射单色、相干和高准直光，将能量会聚到窄的光束中。该窄光束的能量强度可以损害生物组织，特别是眼睛。
对生物组织损害的严重性取决于能量的量，暴露的时间，和光的波长，眼睛对于较低的波长更加敏感。此外，注意在光纤系统中使用的大多数光是不能被看见的红外能量，因此受害人可能暴露在这种红外能量中而没有察觉。
因此，为了解决眼睛安全问题，基于激光的产品通过标准进行管理。在美国，这些管理的责任在于食品药物监督管理局的器械和辐射安全中心(CDRH)。在美国以外，主要规则是国际电工委员会(IEC)出版物825。这些规则覆盖装置本身和利用它们的产品。
CDRH和IEC规则限定四类装置，如下所述：
第一类：这些装置被认为是先天安全的。IEC要求分类标记，但是CDRH不要求。
第二类：第二类具有类似于暴露0.25秒的第一类装置的能级。
眼睛保护通过称为“正常厌恶响应”来正常提供。这意味着受害人通常通过眼睛的无意识眨眼对暴露起反应。
第三类：CDRH和IEC都限定两个子分类：IIIa和IIIb。IIIa类
装置在亮光的正常状态下不能伤害人的眼睛。然而，当通过光学辅助设备例如显微镜或望远镜观察时它们可以伤害眼睛。对于IIIa类，CDRH只涉及可见光，而IEC包括所有波长。如果直接观察光，IIIb类装置可以伤害眼睛。
第四类：这些装置甚至比IIIb类激光更强大。甚至当不直接观察时它们都可以伤害眼睛。
上述规则使用等式以确定在给定波长处的可接受功率电平以及用于测量或估计功率电平的步骤。光纤中大多数激光器是第一类或IIIb类装置。第一类装置不需要特别的预防措施。IIIb类装置，除了在文件编制中的注意标记和警告外，还要求电路被设计成减小意外暴露的可能性。例如，提供安全联锁以便如果暴露可能时激光器不运行。
一种安全系统称为开路光纤控制(OFC)，如果发送机和接收机之间的电路断开，OFC关闭激光器。一般的OFC系统连续监视光链路，并通过使接收电路提供发送电路的反馈确保链路正确操作。假设错误发生，其可能允许暴露在危险的光学能级下，如果接收电路不接收数据，则发送电路停止操作激光器。然而，该系统需要附加的传感器和/或发送机和接收机之间的电路。这是昂贵且无效的，其中发送机仍然没有耦合到接收机。
发明内容
主机适配器构造为监视光电收发机的操作。主机适配器包括收发机接口，存储器，比较逻辑电路和主机接口。收发机接口从光电收发机接收相应于光电收发机的操作条件的数字值。存储器包括一个或多个存储器阵列，用于存储与光电收发机相关的信息，包括从光电收发机接收的数字值。比较逻辑电路构造为比较数字值与限制值以产生标记值，其中标记值在光电收发机的操作期间存储在存储器中的预定义的标记存储位置中。主机接口使主机装置能够根据从主机装置接收的命令从存储器中的主机指定位置读取，该位置包括预定义的标记存储位置。
附图说明
本发明的附加目的和特征将从以下结合附图的详细说明和所附权利要求中更显而易见，在附图中：
图1是现有技术光电收发机的框图；
图2是根据本发明的光电收发机的框图；
图3是在图2的光电收发机的控制器中的模块的框图；
图4是在控制器和激光驱动器和后置放大器之间的连接的更详细框图；
图5是高分辨率警报系统和快速跳闸警报系统的框图，用于监视和控制光纤收发机的操作以确保眼睛安全；
图6是利用图5的快速跳闸警报系统减小或防止光纤收发机的潜在不安全操作的方法的流程图；
图7是利用图5的高分辨率警报系统减小或防止光纤收发机的潜在不安全操作的方法的流程图；
图8是根据本发明另一实施例的光电系统的框图；
图9是图8所示的主机适配器的框图；
图10是图9所示的数字诊断逻辑电路的框图；和
图11是形成图8所示光电收发机的部分的控制器的框图。
相同的附图标记在整个附图中表示相应的部件。
具体实施方式
收发机100包含接收机光学子配件(ROSA)102和发送机光学子配件(TOSA)103，以及连同相关的后置放大器104和激光驱动器105集成电路，与外部世界通信高速电信号。然而，在该情况下，所有其它的控制和设置功能利用称为控制器IC的第三单芯片集成电路110实现。
控制器IC110处理与终端用户的所有低速通信。这些包括标准引线功能例如信号损耗(LOS)111，发送机错误指示(TX FAULT)14，和发送机禁止输入(TXDIS)13。控制器IC110具有两个导线串行接口121，也称为存储器接口，用于访问控制器中的存储器映像位置。下面的存储器映像表1，2，3和4是对于收发机控制器的一个实施例的示例性存储器映像。应当注意除示出了在本文中所述的值的存储器映像和控制特征以外，存储器映像表1，2，3和4也示出了在本文献范围以外的许多参数和控制机制。
接口121耦合到主机装置接口输入/输出线，一般为时钟(SCL)和数据(SDA)线15和16。在一些实施例中，串行接口121根据两个导线串行接口标准进行操作，该标准也用于GBIC和SFP标准中，然而其它串行接口可以同样很好地用在可替换实施例中。两个导线串行接口121用于控制器IC110的所有设置和查询，并使得能够访问作为存储器映像装置的光电收发机的控制电路。即，表和参数通过将值写入到控制器中一个或多个非易失性存储器装置120，122，128(例如EEPROM装置)的预定义的存储器位置来设置，而诊断和其它输出和状态值通过读取相同非易失性存储器装置120，122，128的预定义的存储器位置来输出。该技术与许多收发机的目前限定的串行ID功能一致，其中两个导线串行接口用于读出EEPROM中存储的标识和性能数据。
这里注意存储器装置120，122，128中的一些存储器位置是双端口的，在一些例子中甚至是三端口的。即，当这些存储器映像位置可以经由串行接口121读取，以及在一些情况下写入时，它们也通过控制器110中的其它电路直接访问。例如，某些存储在存储器120中的“容限”值被读取，并通过逻辑电路134直接使用以调节(即向上或向下换算)发送到D/A输出装置123的驱动电平信号。类似地，存在存储在存储器128中的标记，其(A)通过逻辑电路131写入，以及(B)通过逻辑电路133直接读取。不在存储器装置中但是有效双端口的存储器映像位置的例子是时钟132的输出或结果寄存器。在该情况下，寄存器中积累的时间值可经由串行接口121读取，但通过时钟电路132中的电路写入。
除时钟132的结果寄存器以外，控制器中的其它存储器映像位置可以在控制器的各个子电路的输入或输出处实现为寄存器。例如，用于控制逻辑电路134的操作的容限值可以存储于逻辑电路134中的或附近的寄存器中，而不是存储在存储器装置128中。在另一例子中，通过ADC127产生的测量值可以存储在寄存器中。存储器接口121构造为每当存储器接口接收到命令以访问存储在相应预定义的存储器映像位置处的数据时，使存储器接口能够访问这些寄存器中的每一个。在这些实施例中，“存储器中的位置”包括整个控制器中的存储器映像寄存器。
在可替换实施例中，时钟132的结果寄存器中的时间值，或相应于该时间值的值利用存储器128周期地存储在存储器位置中(例如这可以在装置操作的一分钟一次，或一小时一次实现)。在该可替换实施例中，主机装置经由接口121读取的时间值是存储在存储器128中的最后时间值，与时钟132的结果寄存器中的当前时间值相反。
如图2和3所示，控制器IC110具有到激光驱动器105和接收机元件的连接。这些连接用于多个功能。控制器IC有许多D/A转换器123。在一些实施例中，D/A转换器实现为电流源，但是在其它实施例中，D/A转换器可以利用电压源实现，而在其它一些实施例中，D/A转换器可以利用数字电位计来实现。在一些实施例中，D/A转换器的输出信号用于控制激光驱动器电路105的关键参数。在一个实施例中，D/A转换器123的输出用于直接控制激光器偏置电流以及控制激光器的AC调制电平(等偏置运行)。在另一实施例中，控制器110的D/A转换器123的输出除了控制AC调制电平(等功率运行)以外，还控制激光驱动器105的平均输出功率的电平。
在一些实施例中，控制器110包括补偿激光器的温度相关特性的机制。这在控制器110中通过温度查找表122的使用来实现，该表用于给作为温度函数的控制输出赋值，温度通过控制器IC110中的温度传感器125测量。在其它实施例中，控制器110可以使用具有电压源输出的D/A转换器，或甚至可以利用数字电位计替换一个或多个D/A转换器123以控制激光驱动器105的特性。应当注意，虽然图2涉及的系统中激光驱动器105特别设计成接受来自控制器110的输入，但是也可以使用有许多其它激光驱动器IC的控制器IC110来控制它们的输出特性。
除了温度相关模拟输出控制以外，控制器IC可以配备多个温度独立(一个存储器设置值)模拟输出。这些温度独立输出用于许多功能，但是一个特别有意思的应用是作为对于激光驱动器105或后置放大器104的其它设置的精细调节，以便补偿这些装置的特性中工艺诱发的变化。其中一个例子可以是接收机后置放大器104的输出漂移。通常，这种参数在设计时通过使用调节电阻器固定到所需值。然而，利用固定的调节电阻器，通常结果为与后置放大器集成电路104的制造相关的正常工艺变化在最后得到的输出漂移中诱发不希望的变化。在一些实施例中，由附加的D/A转换器123产生的控制器IC110的模拟输出用于在逐项(part-by-part)基础上调节或补偿制造设置时间时的输出漂移设置。
除了从控制器到激光驱动器105的连接以外，图2示出了从激光驱动器105到控制器IC110的许多连接，以及从ROSA106和后置放大器104到控制器IC110的类似连接。这些是模拟监视连接，控制器IC110使用这些连接以经由控制器IC中存储器映像位置提供诊断反馈到主机装置。在一些实施例中的控制器IC110具有多个模拟输入。模拟输入信号表示收发机和/或接收机电路的操作条件。这些模拟信号通过多路复用器124扫描，并利用模拟至数字转换器(ADC)127转换。在一些实施例中，ADC127具有12位分辨率，不过在其它实施例中也可以使用具有其它分辨率水平的ADC。转换的值存储在预定义的存储器位置中，例如在图3所示的诊断值和标记存储装置128中，并经由存储器读取可存取到主机装置。这些值被校准到标准单位(例如毫伏或微瓦)，作为工厂校准步骤的一部分。
存储在控制器IC中存储器映像位置中的数字化量包括，但不限于，激光器偏置电流，发送的激光功率，和接收的功率(由ROSA 102中光电二极管检测器所测量)。在存储器映像表(例如表1)中，测量的激光器偏置电流表示为参数Bin，测量的发送激光功率表示为Pin，以及测量的接收功率表示为Rin。示例性实现中，存储器映像表表示存储这些测量值的存储器位置，并且还示出了相应的限制值，标记值，和配置值(例如用于表示标记的极性)被存储的位置。
如图3所示，控制器110包括电源电压传感器126。由该传感器产生的模拟电压电平信号通过ADC127转换为数字电压电平信号，该数字电压电平信号存储在存储器128中。在一些实施例中，A/D输入多路复用器(mux)124和ADC127通过时钟信号控制，以便自动、周期地将监视信号转换为数字信号，以及将这些数字值存储在存储器128中。
此外，当数字值产生时，控制器的值比较逻辑电路131将这些值与预定义的限制值进行比较。限制值优选在工厂时存储在存储器128中。在一些实施例中，主机装置可以通过将新的限制值写入到相应的存储器映象位置将初始编程的限制值重写为新的限制值。每个监视信号自动与下限和上限值比较，结果是产生两个限制标记值，而后存储于诊断值和标记存储装置128中。对于任何不存在有意义的上限或下限的监视信号，相应的限制值可以设置为永不引起相应的标记被设置的值。
限制标记有时也称为警报或警告标记。主机装置(或终端用户)可以监视这些标记以确定是否存在可能引起收发机链路失败(警报标记)的状态或是否存在预计失败可能很快将产生的状态。这些状态的例子可能是激光器偏置电流下降到零，其表示发送机输出的即时失败，或在等功率模式中的激光器偏置电流超过其标称值50％以上，该状态意味着激光器寿命的结束。因此，自动产生的限制标记是有用的，因为它们基于内部存储的限制值提供了一种对收发机功能性的简单的通过-失败判定。
在一些实施例中，错误控制和逻辑电路133逻辑“或”警报和警告标记以及内部LOS(信号损耗)输入和错误输入信号，以产生耦合到主机接口，从而使主机装置可得到的二进制收发机错误(TxFault)信号。主机装置可以编程监视TxFault信号，并通过自动读取收发机中的所有警报和警告标记以及相应的监视信号响应TxFault信号的断言，以便确定警报或警告的原因。
此外，错误控制和逻辑电路133将从接收机电路(ROSA，图2)接收的信号损耗(LOS)信号传送到主机接口。
而错误控制和逻辑电路133的另一功能是根据存储在存储器128中的一组配置标记确定其输入和输出信号的极性。例如，电路133的信号损耗(LOS)输出可以是逻辑低或逻辑高信号，通过存储在存储器128中的相应配置标记所确定。
存储在存储器128中的其它配置标记(见表4)用于确定每个警告和警报标记的极性。而存储在存储器128中的其他配置值用于当将每个监视模拟信号转换为数字值时确定由ADC127施加的换算。
在可替换实施例中，在主机接口处到控制器102的另一输入是速度选择信号。在图3中，速度选择信号输入到逻辑电路133。该主机产生的信号一般是指定将通过接收机(ROSA102)接收的数据的预期数据速度的数字信号。例如，速度选择信号可以具有两个值，表示高和低的数据速度(例如2.5Gb/s和1.25Gb/s)。控制器通过产生将模拟接收机电路带宽设置到速度选择信号指定的值的控制信号来响应速度选择信号。
错误控制和逻辑电路133的另一功能是当需要确保眼睛安全时禁止发送机(TOSA，图2)的操作。存在激光驱动器的状态和内部Tx禁止输出之间由标准限定的交互作用，这通过错误控制和逻辑电路133来实现。当逻辑电路133检测到可能导致眼睛安全危险的问题时，激光驱动器优选通过激活来自控制器的内部Tx禁止信号输出来禁止，如下面进一步详细描述。主机装置可以通过从主机将外部Tx禁止线13(图2)上的命令信号发送到控制器中来复位该状态。该功能性的更多细节可以在下面关于图4-7的描述中找到。
图4是在控制器110(图2)和激光驱动器105和后置放大器104之间的连接的更详细框图。通过ROSA102中的光学接收机接收的光学信号沿接收的功率连接402发送到后置放大器104。后置放大器104产生固定的输出漂移数字信号，其经由RX+和RX-连接404连接到主机和/或控制器110(图2)。在一些实施例中，后置放大器电路还提供经由LOS连接406到主机和/或控制器110(图2)的信号损耗(LOS)指示器，表示适当强的光学输入的存在或不存在。
主机将信号输入TX+和TX-经由TX+和TX-连接420发送到激光驱动器105。此外，控制器110(图2)将功率经由连接416发送到激光驱动器，并将发送机禁止信号经由内部TX禁止连接418发送到激光驱动器105。
由于TOSA中的激光器410不打开和关闭，而是在阈值电流之上的高和低电平之间调制，因此调制电流经由AC调制电流连接414提供到激光器410。此外，DC激光器偏置电流从激光驱动器105经由激光器偏置电流连接412提供到激光器410。激光器偏置电流的电平被调节以保持合适的激光输出(即通过TOSA103保持光输出功率为指定的或预定义的平均电平)及补偿温度和电源电压的变化。
此外，一些收发机包括TOSA103中的输出功率监视器422，其监视从激光器410的能量输出。输出功率监视器422优选是激光器封装中的光电二极管，其测量从激光器410的背面发射的光。通常，表示为输出功率信号的由激光二极管的背面产生的光功率的量与通过激光器410的前面或主表面输出的光功率直接成比例。背面光功率与正面光功率的比例K随激光二极管的不同而变化，甚至在相同类型的激光二极管中也如此。输出功率信号从TOSA103中的输出功率监视器422经由发送机输出功率连接408发送到控制器110(图2)。
在一些实施例中，光纤收发机中的某些元件包括输出数字错误状态的监视逻辑电路。例如，如果监视调制电流的控制回路断开，激光驱动器105可以输出“失锁”信号424。这些数字错误状态输出然后可以用于通知主机元件中的错误状态，或关闭激光器。
图5是高分辨率警报系统502和快速跳闸警报系统504的框图500，用于监视和控制光纤收发机的操作以确保眼睛安全。快速跳闸警报系统504用于快速产生用于关闭激光器410(图4)的标记。快速跳闸警报系统504使用模拟比较器522以实现快速响应。高分辨率警报系统502不产生如快速跳闸警报系统504一样快的关闭激光器的标记。然而，高分辨率警报系统502比快速跳闸警报系统504更精确。为了实现这种精确度，高分辨率警报系统502使用数字比较器512。使用中，高分辨率警报系统502和快速跳闸警报系统504同时操作。如果快速跳闸警报系统504没有快速产生标记，高分辨率警报系统502将识别错误并产生标记以关闭激光器。
高分辨率警报系统502和快速跳闸警报系统504优选包含在控制器110(图3)中。高分辨率警报系统502和快速跳闸警报系统504都耦合到输入信号506。在一些实施例中，该输入信号是模拟信号。应当注意，图5示出了对于单个输入信号506的高分辨率警报系统502和快速跳闸警报系统504。然而，在一些实施例中，相同的警报系统502和504对于包括多种不同类型的输入信号的多个信号506的每一个提供。
通过警报系统502和504处理的输入信号优选包括：电源电压，内部收发机温度(下文称为“温度”)，激光器偏置电流，发送机输出功率，和接收的光功率。电源电压19(图3)优选是单位为毫伏的电压，通过Vcc传感器126(图3)测量。温度优选是单位为/C的温度，通过温度传感器125(图3)测量。激光器偏置电流优选是单位为微安的激光器偏置电流，其经由激光器偏置电流连接412(图4)提供到激光器410(图4)。接收的光功率是单位为微瓦的功率，经由接收功率连接402(图4)在ROSA102处接收。最后，光输出功率(图4)是从功率监视器422(图4)输出的单位为微瓦的光功率，经由输出功率连接408(图4)通过控制器110(图2)接收。
高分辨率警报系统502优选利用所有的上述输入信号以触发警告和/或关闭至少部分光纤收发机。在其它实施例中，高分辨率警报系统502利用上述输入信号的子集来触发警告和/或警报。高分辨率警报系统502包括一个或多个模拟至数字转换器124(也见图3)，其构造为接收模拟输入信号506。每个类型的模拟输入信号优选利用所接收的具体类型的输入信号的校准因子508转换为数字输入信号。例如，通过将电源电压毫伏值乘以电源电压校准因子，单位为毫伏的电源电压转换为16位数字数。这些校准因子是预先确定的，并且优选存储在诊断值和标记存储器128(图3)中。可替换地，这种校准因子508可以存储在通用的EEPROM 120(图3)中。
模拟至数字转换器124还耦合到多个比较器512中。在一些实施例中，比较器512形成控制器110(图2)中的值比较和其它逻辑电路131(图3)的一部分。在一些实施例中，这些比较器512是数字比较器。
同样耦合到比较器512的是高分辨率定点(setpoint)510(1)-(N)。在一些实施例中，四个预先确定的定点510(1)-(4)(对于每种类型的输入信号506)存储在诊断值和标记存储器128(图3)中。这四个预先确定的定点是：高警报定点510(1)，高警告定点510(2)，低警告定点510(3)，和低警报定点510(4)。比较器512(1)-(N)构造为比较输入信号506和预先确定的定点510(1)-(4)。在一些实施例中，输入信号506的数字等效值同时由比较器512(1)-(N)与所接收的具体类型的输入信号的四个数字预先确定定点510(1)-(N)的每一个相比较。同样，在一些实施例中，定点510(1)-(N)和输入信号506的数字等效值是16位数值。当然，在其它实施例中，可以存在更多或更少的定点510，定点510和输入信号可以通过比16位更多或更少的数位来数字表示。
比较器随后产生高分辨率标记514(1)-(N)，输入到总逻辑和错误电路(图3)中以将警告提供给主机计算机，或关闭至少部分光纤收发机例如激光驱动器105(图4)和/或激光器410(图4)。利用高分辨率警报系统502，防止光纤收发机的潜在不安全操作的方法的更多细节在下面结合图7进行描述。
快速跳闸警报系统504包括多个温度相关定点516。这些温度相关定点516优选存储在诊断值标记存储器128(图3)或D/A温度查找表122(图3)中。多路复用器518构造为将温度相关定点516之一提供到数字至模拟转换器123(也在图3中所示)。提供的精确的温度相关定点516取决于通过温度传感器125(图3)测量的温度520。例如，对于第一测量温度，第一定点通过多路复用器518提供到数字至模拟转换器123。
对进行基于温度的警报检查的每个输入信号506，提供快速跳闸警报系统504的独立的复制品或实例。不同于高分辨率警报系统502，快速跳闸警报系统504优选仅利用下述输入信号506：激光器偏置电流，发送机输出功率，和接收光功率输入信号，从而存在快速跳闸警报系统504的三个实例。在其它实施例中，可以使用更少或更多的快速跳闸警报系统504。通过快速跳闸警报系统504处理的模拟输入信号每个都被供给到各自的比较器522，其比较输入信号和温度相关定点516之一的模拟等效值。在一些实施例中，比较器522形成控制器110(图2)中值比较和其它逻辑电路131的一部分。在一些实施例中，比较器522是模拟比较器。
在一些实施例中，至少8个温度相关定点516提供给激光器偏置电流输入信号，每个定点相应于不同的16/C温度范围。对于每个定点的操作温度范围的大小在其它实施例中可以更大或更小。由于短波长模块温度补偿的需要，这些激光器偏置电流的温度相关定点是关键的。特别是，在低温度时，需要用来产生所需光输出的偏置比在较高温度时小得多。事实上，当光纤收发机在其温度操作范围的高温末端时的典型激光器偏置电流是光纤收发机在其温度操作范围的低温末端时的激光器偏置电流的两倍或三倍，因此定点随操作温度不同而显著改变。光纤收发机的一般温度操作范围是约-40℃至约85℃。因为发送长波长能量的光纤收发机中激光器偏置电路的特性，激光器偏置电流的温度相关定点也是关键的。
在一些实施例中，为接收光功率和收发机输出功率输入信号提供至少4个温度相关定点516，每个定点相应于光纤收发机的不同的32/C操作温度范围。每个定点的操作温度范围的大小在其它实施例中可以更大或更小。
在一些实施例中，上述定点516是8位数字，其以(2.5V(max)/256counts)＝0.0098V/count直接换算成管脚(Bin，Pin，Rin)输入电压。
比较器522构造为比较定点516之一的模拟等效值与模拟输入信号506。在一些实施例中，如果模拟输入信号506大于定点516之一的模拟等效值，将产生快速跳闸警报标记524。快速跳闸警报标记524输入到总逻辑和错误控制电路133(图3)，以提供警告到主机计算机或关闭至少部分光纤收发机例如激光驱动器105(图4)和/或激光器410(图4)。利用快速跳闸警报系统504防止光纤收发机的潜在不安全操作的方法的更多细节在下面结合图6进行描述。
根据本发明的实施例，来自图4和5的高分辨率警报标记514(1)-(4)，快速跳闸警报系统标记524，和任何数字错误状态信号被传送到OR门，其用于关闭激光器。这通过沿内部Tx禁止线418(图4)发送信号来实现。例如，如果数字“失锁”信号或快速跳闸警报标记被接收，则激光器被关闭。应当意识到，更多或更少的警报标记或数字错误状态信号可以提供到OR门。例如，在一个实施例中，到OR门的输入仅包括高和低警报标记514(1)，514(4)，快速跳闸警报标记524，和数字错误状态信号。换句话说，在本实施例中，警告标记514(2)和514(3)不用于产生内部Tx禁止信号418。
图6是利用图5的快速跳闸警报系统504减少或防止光纤收发机的潜在不安全操作的方法600的流程图。一旦快速跳闸警报系统504(图5)在步骤602时启动，则在步骤604时得到输入信号。在一些实施例中，输入信号优选是模拟信号：单位为毫安的激光器偏置电流，单位为毫瓦的接收光功率，或单位为毫瓦的收发机输出功率。光纤收发机的温度在步骤606时得到。步骤606可以在采集输入信号的步骤604之前、之后或同时进行。
多路复用器518(图5)在步骤608时使用输入信号和测量温度来确定哪一个定点516(图5)用于与输入信号的比较。例如，如果输入信号是激光器偏置电流，那么多路复用器基于得到的温度520(图5)查找用于激光器偏置电流的定点。
在一些实施例中，该定点随后在步骤610通过数字至模拟转换器123(图5)从数字转换为模拟值。其后，在步骤612时，比较器522(图5)比较输入信号和定点以在步骤614时确定是否存在冲突。在一些实施例中，在输入信号高于定点(或定点的模拟等效值)时冲突产生。可替换地，也可能在输入信号低于定点(或定点的模拟等效值)时冲突产生。
如果没有冲突存在(614-否)，那么方法600重复本身。然而，如果冲突确实存在(614-是)，那么快速跳闸警报标记524(图5)在步骤616时产生。在一些实施例中，快速跳闸警报标记524(图5)然后用于在步骤618时通过施加信号到内部Tx禁止连接418(图4)关闭至少部分光纤收发机。在一些实施例中，快速跳闸警报标记524(图5)用于禁止激光驱动器105(图4)和/或激光器410(图4)，以使没有潜在的眼睛损伤发生。
警报标记524(图5)可以用于经由内部Tx禁止输出(Dout)控制激光驱动器并经由Tx错误输出(Fout)把错误通知给到主机系统。这些输出也可以响应Tx错误输入(Fin)，如果该信号在任何给定的实施中存在的话，以及响应从主机进入光纤收发机的Tx禁止输入(Din)。
图7是利用图5的高分辨率警报系统502减小或防止光纤收发机的潜在不安全操作的方法700的流程图。一旦高分辨率警报系统502(图5)在步骤702时启动，则在步骤704时得到输入信号。在一些实施例中，输入信号优选是模拟信号：单位为毫伏的电源电压19(图3)；单位为/C的温度；单位为毫安的激光器偏置电流412(图4)；单位为毫瓦的接收光学功率420(图4)；和单位为毫瓦的输出功率408(图4)。在其它实施例中，输入信号可以根据其它单位进行换算。
在步骤706时，模拟至数字转换器124(图3和5)然后将模拟输入信号506(图5)转换为数字等效值，优选为16位数。进行的模拟输入信号506(图5)至数字等效值的转换包括在步骤708时将输入信号506(图5)乘以对于接收的具体类型的输入信号的校准因子508(图5)，如上面结合图5所述的。
比较器512(图5)然后在步骤710时比较输入信号的数字等效值和定点510(1)-(N)(图5)，以确定是否存在冲突。在一些实施例中，当输入信号的数字等效值属于下述情况时冲突产生：高于高警报定点510(1)以产生高警报标记514(1)(图5)；高于高警告定点510(2)以产生高警告标记514(2)(图5)；低于低警告标记510(3)以产生低警告标记514(3)(图5)；或低于低警报标记510(4)以产生低警报标记514(4)(图5)。然而，应当意识到，也可以设置其它类型的警报或警告。
如果没有冲突存在(712-否)，那么方法700重复本身。然而，如果冲突确实存在(714-是)，那么在步骤714处高分辨率标记514(1)-(N)(图5)产生。在一些实施例中，高分辨率标记514(1)-(N)(图5)是高警报标记514(1)，高警告标记514(2)，低警告标记514(3)，和低警报标记514(4)，如图5所示。同样在一些实施例中，高警报标记514(1)(图5)和低警报标记514(4)用于在步骤716时通过施加信号到内部Tx禁止连接418(图4)关闭至少部分光纤收发机。关闭的光纤收发机的部分优选包括激光驱动器105(图4)和/或TOSA103(图4)。高和低警告标记514(2)和514(3)(图5)优选仅对主机提供警告，并不关闭激光驱动器105(图4)和/或TOSA103(图4)。
警报标记514(1)-(N)(图5)可以用于经由内部Tx禁止输出(Dout)控制激光驱动器和经由Tx错误输出(Fout)把错误通知给主机系统。这些输出也可以响应Tx错误输入(Fin)，如果该信号在任何给定的实施中存在的话，以及响应从主机进入光纤收发机的Tx禁止输入(Din)。
在一些实施例中，高分辨率警报系统502(图5)以大约每0.015秒一次(15毫秒)，更普遍地以每秒至少50次的速度更新高分辨率警报标记。从而，高分辨率警报标记设置于检测到警报状态的0.015秒内。在一些实施例中，高分辨率警报标记更新速度在每秒约50次和每秒200次之间。然而，快速跳闸警报系统504(图5)优选以快于每10微秒一次的速度更新快速跳闸警报标记。在一些实施例中，快速跳闸警报系统504以在每秒50,000和200,000次之间的速度更新快速跳闸警报标记，更普遍每秒至少50,000次。在一些实施例中，快速跳闸警报系统504的警报标记的更新速度快于高分辨率警报标记的更新速度千倍以上。在其它实施例中，快速跳闸警报系统504的警报标记的更新速度快于高分辨率警报标记的更新速度250倍和4000倍之间。
为了进一步帮助上述解释，下面给出两个例子，其中单个点故障引起眼睛安全错误状态，其被检测，报告给耦合到光纤收发机的主机，和/或进行激光器的关闭。
例1
包括功率监视器的光纤收发机中的功率监视器422(图4)或其相关电路失败，表示当激光器实际上操作时没有或低功率输出。激光器偏置驱动器尝试通过增加激光器偏置电流增加发送机输出功率。由于反馈中断，因此激光器被驱动到其最大能力，也许超过眼睛安全警报定点。快速跳闸警报标记将在失败后的小于10微秒的时间内产生，该快速跳闸警报标记可以用于经由内部Tx禁止(Dout)输出关闭激光驱动器。如果快速跳闸警报失败或没有在输出逻辑设置中被选择，激光器偏置电流的高分辨率警报产生，而功率的高分辨率低警报也将产生，任一个都可以用于关闭激光驱动器和/或TOSA。
例2
激光驱动器(在所有类型的光纤收发机中)或其相关电路失败，驱动激光器到其最大输出。根据具体的失败，激光器偏置电流可以读出零或非常高，以及在包括功率监视器的光纤收发机中，功率将读出非常高。激光器偏置电流的快速跳闸警报，和发送输出功率的快速跳闸警报将在10微秒内产生警报标记。如果激光器偏置电流读出零，则激光器偏置电流的高分辨率低警报产生警报标记。这可能与引起零光输出的失败如激光器导线开路或激光器短路难以区别，但是警报系统优选在安全侧犯错并命令激光器关闭。在该状态下，逻辑电路不可能物理上关闭激光器，例如，如果错误由短路的偏置驱动器晶体管引起的话。在任何情况下，链路将丢失，Tx错误输出将被断言以通知主机系统失败。根据偏置驱动器电路的构造，在主机命令传送禁止状态期间或在启动状态期间，存在可以设置一些这些标记的无错误状态。例如，如果主机命令发送机关闭，如人们所预期的那样，一些电路可能读出零发送功率，而作为关闭机制的人为产物，一些电路可以读出非常大的发送功率。当激光器被重新激活时，控制电路需要一段时间来稳定，这段时间内，可以存在低、高和快速跳闸警报的错误产生。可编程延迟计时器优选用于抑制该时间段内的错误状态。
主机适配器
图8是根据本发明另一实施例的光电系统800的框图。光电系统800包括在光电收发机802和主机装置之间耦合的主机适配器810。主机装置包括耦合到主机存储器808的主机CPU806。在一些实施例中，主机适配器810经由内部总线812耦合到主机CPU806。同样在一些实施例中，主机适配器810，主机CPU806，主机存储器808，和内部总线812至少部分封装在相同的外壳804中。例如，主机适配器可以包含在插入到主机外壳中的内部总线的电路板上。光收发机然后插入到主机适配器中。然而，在一些其它实施例中，主机适配器810封装到与主机CPU分离的外壳中。此外，应当强调，主机适配器810是与光电收发机802和主机CPU分离的元件。
光电收发机类似于上面结合图2和3描述的光电收发机100。然而，光电收发机802比光电收发机100(图2)简单，这是因为之前通过光电收发机100(图2)进行的许多数字诊断功能性转移到了主机适配器810。光电收发机802在下面参考图11进一步详细描述。
图9是图8所示的主机适配器810的框图。在一些实施例中，主机适配器810包括在收发机接口906和主机接口902之间耦合的数字诊断逻辑电路904。收发机接口906可以是有助于光电收发机802(图8)和数字诊断逻辑电路904之间通信的任何适当的硬件和/或软件接口。类似地，主机接口902可以是有助于主机CPU806(图8)和数字诊断逻辑电路904之间通信的任何适当的硬件和/或软件接口。尽管没有示出，在一些实施例中，主机和收发机接口902，906包括暂时存储信号(例如主机指令，或监视数据)的电路或缓冲器，而数字诊断逻辑电路904处理从收发机接收的信息，接收来自主机CPU的指令，或响应来自主机CPU的指令。数字诊断逻辑电路904在下面描述。
除了从收发机802通过主机适配器流动到主机装置804(图8)的监视信号和数据，以及在一些实施例中从主机装置通过主机适配器发路由收发机的控制指令以外，存在两个在主机装置和收发机之间流动的高速数据流。特别是，存在经由发送通道或总线914从主机装置804发送到收发机802的发送数据流(TX)，以及经由接收通道或总线912从收发机802发送到主机装置804的接收数据流(RX)。
在一些实施例中，一个或多个附加的通道或总线916用于通信低速通信，例如信号损耗(LOS)，发送机错误指示(TX FAULT)，和在光电收发机802(图8)和主机CPU806(图8)之间的发送机禁止输入(TXDIS)。
在一些实施例中，通道912，914，916横过主机适配器904，但是这些通道上的信号不被处理或另外通过主机适配器处理。例如，横过主机适配器的部分通道912，914，916可以至少部分实现为电路板或其它介质上的信号迹线。在一些实施例中，这些通道上的发送和接收数据流通过收发机接口906和/或主机接口902中的电路缓冲或放大。在又一实施例中，这些通道912，914，916(或其子集)不横过主机适配器，而是相反，对于这些通道912，914，916在主机和收发机之间存在直接连接。
图10是图9所示的数字诊断逻辑电路904的框图。数字诊断逻辑电路904包括监视光电收发机802(图2)的电路。特别是，数字诊断逻辑电路904包括耦合到比较逻辑电路1004和存储器存取逻辑电路1006的控制逻辑电路1002。存储器存取逻辑电路1006耦合到存储器1008。
存储器1008优选包括一个或多个存储器阵列，用于存储关于光电收发机的操作条件和/或配置的信息，包括从光电收发机接收的多个数字值。存储器1008在功能上可以类似于如图3所示的诊断值和标记存储器128，除了存储器1008不配置在光电收发机802(图8)中，而是配置在主机适配器810(图9)中。在一些实施例中，存储器1008包括一个或多个非易失性存储器装置，例如EEPROM装置。
存储器存取逻辑电路1006有助于从控制逻辑电路1002和主机CPU806对存储器1008的存取。存储器存取逻辑电路1006也有助于从收发机接收的监视数据的存储。在一些实施例中，从收发机接收监视数据值后，控制逻辑电路1002确定监视数据相应的存储器映像存储位置，并命令存储器存取逻辑电路1006将监视数据值存储在该存储位置中。虽然图10示出了监视数据在控制逻辑电路1002处接收，但是在一些实施例中，监视数据可以直接传送到存储器存取逻辑电路1006，以存储在存储器1008中适当的存储器映像位置中。
比较逻辑电路1004类似于上面结合图3描述的值比较和其它逻辑电路131，除了比较逻辑电路1004不配置在光电收发机802(图8)中，而是配置在主机适配器810(图8)中。特别是，比较逻辑电路1004构造为比较相应于光电收发机802(图8)的操作条件的数字值和存储器1008中存储的限制值。限制值也可以存储在寄存器或其它通过比较逻辑电路1004可直接存取的存储装置中。在图10中，任何这种寄存器或其它存储装置被认为是比较逻辑电路1004的一部分。在控制逻辑电路1002和/或存储器存取逻辑电路1006的控制下，通过比较逻辑电路1004进行的比较结果是存储在存储器1008中预定义标记存储位置中的标记值。通过比较逻辑电路1004进行的比较优选在光电收发机802(图8)的操作期间进行。
控制逻辑电路1002优选控制主机适配器810(图9)的操作。此外，控制逻辑电路1002处理光电收发机802(图8)和主机CPU806(图8)之间沿信号线1010和1012的通信。信号线1010将控制逻辑电路1002耦合到主机接口902(图9)，而信号线1012将控制逻辑电路1002耦合到收发机接口906(图9)。信号线1010传送到主机装置804的监视数据和来自主机装置804的命令。在一个实施例中，信号线1012仅传送从收发机到主机适配器的监视数据，而在另一实施例中，信号线1012也根据主机命令传送在存储器映像位置处写入到收发机802中的控制值。
控制逻辑电路1002构造为经由信号线1012接收相应于光电收发机802(图8)的操作条件的数字值。此外，控制逻辑电路1002构造为从主机CPU806(图8)接收对于数字值例如数字诊断数据的请求，并将数字值发送返回到CPU806(图8)，其中接收和发送都经由信号线1010。控制逻辑电路1002可以包括定序逻辑电路，用于使主机适配器响应A)从主机装置接收的读取命令，和B)从收发机接收的数据执行相应的操作顺序。在主机装置可以通过将控制值写入到收发机中的存储器映像位置中而控制收发机的操作的实施例中，控制逻辑电路1002的定序逻辑电路也可以构造为使主机适配器响应从主机装置接收的写入命令而执行相应的操作顺序。控制逻辑电路1002可以利用任何适当的可编程处理器，状态机等实现。
在一些实施例中，主机适配器的控制逻辑电路1002如下所述响应主机命令。当主机命令是读取相应于一个或多个监视操作条件的数据例如标记值或数字监视信号的命令时，控制逻辑电路1002从存储器1008中的主机指定位置得到所请求的数据，然后将该数据返回到主机装置。因此，使用中，主机适配器810(图8)根据从主机CPU806(图8)接收的命令使主机CPU806能够从存储器1008中的主机指定位置读取，该位置包括预定义的标记存储位置。
当主机命令是读取仅存储在收发机中的数据(例如存储在收发机的控制器的EEPROM120中的信息)时，主机将命令或等效命令传送到收发机。响应该命令提供的数据然后由控制逻辑电路1002传输到主机装置。在一些实施例中，主机适配器810(图8)构造为在每次主机适配器810通电时，将所有这些信息从收发机控制器自动下载到主机适配器存储器1008中，并确定适当构造的收发机耦合到主机适配器810。在这些实施例中，所有的从主机装置接收的读取命令完全在主机适配器810中处理。
当主机命令是用于将数据存储在主机指定位置处的写入命令时，主机将命令或等效命令传送到收发机。主机提供的数据被写入到收发机的控制器中相应于主机指定位置的位置中。在一些实施例中，相同数据的备份也写入到主机适配器的存储器1008的相应位置中。
在一些实施例中，主机适配器的控制逻辑电路1002如下所述响应收发机或收发机的控制器发送的数据。如果接收值对应于将为之产生一个或多个标记值的参数，控制逻辑电路1002使接收值通过比较逻辑电路1004与一个或多个限制值比较。由此得到的一个或多个标记值然后存储在存储器1008中。接收值也存储在存储器1008中。在一些实施例中，控制逻辑电路1002构造为每次收发机通电时从收发机的控制器在预定义的存储器映像位置处自动检索限制值。在一些其它实施例中，限制值是预编程到主机适配器中的预定义的值。
如果接收值对应于没有标记值将为之产生的参数，则控制逻辑电路1002使接收值存储在存储器1008中。在一些实施例中，收发机构造为周期地发送对应于收发机中监视的操作条件的值信号。在这种实施例中，主机适配器1002构造为接收和处理这些值。在其它实施例中，主机适配器的控制逻辑电路1002构造为周期地检索收发机中监视的操作条件的值(例如从收发机中的存储器映像位置)，而后通过将它们存储在存储器1008中来处理这些值，并且在适当时，产生相应的标记值并将这些标记值存储在存储器1008中。
图11是形成图8所示光电收发机的一部分的控制器的框图。除了下述内容以外，控制器1100类似于结合图2和图3所描述的控制器110。控制器1100不包括值比较和其它逻辑电路131(图3)及诊断值和标记存储器128(图3)。该电路或逻辑电路被转移到主机适配器810(图8)，由此提供更简单和更低成本的光电收发机802(图8)。
控制器1100中剩下的其它元件基本上与上面结合图3所述的元件相同。类似地，光电收发机802(图8)中剩下的其它元件和上面结合图2所述的元件相同。然而，一个显著的改变是ADC127直接耦合到主机适配器的接口1102(用信号线1106表示)。该接口1102是任何适当的有助于光电收发机和主机适配器之间的通信的接口，并且不需要是上面结合图3所述的2导线串行接口121(图3)。在一些实施例中，接口1102构造为当该数据从ADC127接收时，将从ADC127接收的数据自动发送到主机适配器。因此，表示收发机的监视操作条件的数字值周期地发送到主机适配器，而不需要主机适配器的提示。在另一实施例中，由ADC127产生的数字值暂时存储在寄存器或其它存储装置中，接口1102通过将存储数据发送到请求装置(例如主机适配器)响应读取命令。
在一些实施例中，控制器1100执行监视功能但不执行控制功能，其基于通过控制器1100写入到控制器1100中主机可存取存储器映像位置中的值。
因此，上述主机适配器810(图8)允许复杂程度更低、更小、成本更低、和更简单的光电收发机802。此外，由于光电收发机中的空间非常宝贵，放置在光电收发机中的元件越少越好。因此，数字诊断电路被转移到空间考虑重要性较小的主机适配器810中(图8)。
尽管在本收发机控制器的优选实施例中需要所有上述功能的组合，但是对于本领域技术人员显而易见的是仅实现这些功能的子集的装置也具有很大的使用价值。类似地，本发明也适用于发送机和接收机，而不仅适用于收发机。最后，应当指出，本发明的控制器适合于在多通道的光学链路中应用。
表1
收发机控制器的存储器映像
 存储器位置(阵列0)   位置名称                            功能
  00h-5Fh   IEEE数据   该存储器块用于存储所需的GBIC数据
  60h   温度MSB   该字节包含来自温度传感器的15位补码温度输出的MSB。
  61h   温度LSB   该字节包含来自温度传感器的15位补码温度输出的LSB。(LBS是0b)。
  62h-63h   Vcc值   这些字节包含测得Vcc的MSB(62h)和LSB(63h)。(15位数，Lsbit为0b)
  64h-65h   B<sub>in</sub>值   这些字节包含测得B<sub>in</sub>的MSB(64h)和LSB(65h)。(15位数，LSbit为0b)
  66h-67h   P<sub>in</sub>值   这些字节包含测得P<sub>in</sub>的MSB(66h)和LSB(67h)。(15位数，LSbit为0b)
  68h-69h   R<sub>in</sub>值   这些字节包含测得R<sub>in</sub>的MSB(68h)和LSB(69h)。(15位数，LSbit为0b)
  6Ah-6Dh   保留   保留
  6Eh   IO状态   该字节示出了I/O管脚的逻辑值。
 存储器位置(阵列0)   位置名称                            功能
  6Fh   A/D更新   允许用户检验是否出现了以下5个值的来自A/D的更新：温度，Vcc，B<sub>in</sub>，P<sub>in</sub>和R<sub>in</sub>。用户将该字节写入00h。一旦给定值的转换已完成，则其位变化到‘1’。
  70h-73h   警报标记   这些位反映作为转换更新的警报的状态。如果转换值大于相应的高限，则高警报位是‘1’。如果转换值小于相应的低限，则低警报位是‘1’。否则，各位为0b。
  74h-77h   警告标记   这些位反映作为转换更新的警告的状态。如果转换值大于相应的高限，则高警告位是‘1’。如果转换值小于相应的低限，则低警告位是‘1’。否则，各位为0b。
  78h-7Ah   保留   保留
存储器位置(阵列0) 位置名称 功能
7Bh-7Eh 口令进入字节PWE字节3(7Bh)MS字节PWE字节2(7Ch)PWE字节1(7Dh)PWE字节0(7Eh)LS字节 四个字节用于口令进入。输入的口令确定用户的读取/写入的权限。
7Fh 阵列选择 该字节的写入确定存储器的上页的哪一个被选择用于读取和写入。0xh(阵列x被选择)其中x＝1，2，3，4或5
 80h-F7h 用户EEPROM
 87h DA％Adj 通过指定百分比换算D/A转换器的输出
存储器位置(阵列0) 位置名称 功能
存储器位置(阵列1) 位置名称 位置功能
00h-FFh 数据EEPROM
存储器位置(阵列2) 位置名称 位置功能
00h-FFh 数据EEPROM
存储器位置(阵列3) 位置名称 位置功能
80h-81h88h-89h90h-91h98h-99hA0h-A1h 温度高警报Vcc高警报B<sub>in</sub>高警报P<sub>in</sub>高警报R<sub>in</sub>高警报 写入到该位置的值用作高警报限制。数据格式与相应的值相同(温度，Vcc，B<sub>in</sub>，P<sub>in</sub>和R<sub>in</sub>)。
82h-83h8Ah-8Bh92h-93h 温度低警报Vcc低警报B<sub>in</sub>低警报 写入到该位置的值用作低警报限制。数据格式与相应的值相同(温度，Vcc，B<sub>in</sub>，P<sub>in</sub>和R<sub>in</sub>)。
9Ah-9BhA2h-A3h P<sub>in</sub>低警报R<sub>in</sub>低警报
84h-85h8Ch-8Dh94h-95h9Ch-9DhA4h-A5h 温度高警告Vcc高警告B<sub>in</sub>高警告P<sub>in</sub>高警告R<sub>in</sub>高警告 写入到该位置的值用作高警告限制。数据格式与相应的值相同(温度，Vcc，B<sub>in</sub>，P<sub>in</sub>和R<sub>in</sub>)。
存储器位置(阵列0) 位置名称 功能
86h-87h8Eh-8Fh96h-97h9Eh-9FhA6h-A7h 温度低警告Vcc低警告B<sub>in</sub>低警告P<sub>in</sub>低警告R<sub>in</sub>低警告 写入到该位置的值用作低警告限制。数据格式与相应的值相同(温度，Vcc，B<sub>in</sub>，P<sub>in</sub>和R<sub>in</sub>)。
A8h-AFh，C5hB0h-B7h，C6hB8h-BFh，C7h Dout控制0-8Fout控制0-8Lout控制0-8 各数位位置在表4中定义。
C0h 保留 保留
C1h 预换算 选择用于X延迟CLKS的MCLK除数。
C2hC3hC4h D<sub>out</sub>延迟F<sub>out</sub>延迟L<sub>out</sub>延迟 选择预换算的时钟数。
C8h-C9hCAh-CBhCCh-CDhCEh-CFh Vcc-A/D换算B<sub>in</sub>-A/D换算P<sub>in</sub>-A/D换算R<sub>in</sub>-A/D换算 相应的A/D转换值的16位的增益调节。
D0h 芯片地址 当外部管脚ASEL低时选择芯片地址。
D1h 余量#2 对于D/A#2的Finisar选择百分比(FSP)
D2h 余量#1 对于D/A#1的Finisar选择百分比(FSP)
D1h 余量#2 对于D/A#2的Finisar选择百分比(FSP)
D3h-D6h PW1字节3(D3h)MSBPW1字节2(D4h)PW1字节1(D5h)PW1字节0(D6h)LSB 四个字节用于口令1输入。输入的口令将确定Finisar用户的读出/写入权限。
表1，续表
存储器位置(阵列3继续) 位置名称 位置功能
D7h D/A控制 该字节确定是否D/A输出灌电流或拉电流，并且它允许输出被换算。
D8h-DFh B<sub>in</sub>快速跳闸 这些字节定义超过温度的快速跳闸比较。
E0h-E3h P<sub>in</sub>快速跳闸 这些字节定义超过温度的快速跳闸比较。
E4h-E7h R<sub>in</sub>快速跳闸 这些字节定义超过温度的快速跳闸比较。
E8h 配置覆盖字节 数位位置在表4中定义。
E9h 保留 保留
EAh-EBh 内部状态字节 数位位置在表4中定义。
ECh I/O状态1 数位位置在表4中定义。
EDh-EEh D/A输出 温度补偿D/A输出的幅度
EFh 温度索引 查找阵列的地址指针
F0h-FFh 保留 保留
存储器位置(阵列4) 位置名称 位置功能
存储器位置(阵列3继续) 位置名称 位置功能
00h-FFh D/A电流与温度(temp)#1(用户定义的查找阵列#1)
存储器位置(阵列5) 位置名称 位置功能
00h-FFh D/A电流与温度(temp)#2(用户定义的查找阵列#2)
表2-详细的存储器描述-A/D值和状态位
表2，续表
Figure G05820425820061222D000271
表3-详细的存储器描述-警报和警告标记位
Figure G05820425820061222D000272
Figure G05820425820061222D000281
表3，续表
字节 位 名称 描述
116 2 TX偏置低警告 当TX偏置电流低于低警告水平时设置。
116 1 TX功率高警告 当TX输出功率超过高警告水平时设置。
116 0 TX功率低警告 当TX输出功率低于低警告水平时设置。
117 7 RX功率高警告 当接收功率超过高警告水平时设置。
117 6 RX功率低警告 当接收功率低于低警告水平时设置。
117 5 保留警告
117 4 保留警告
117 3 保留警告
117 2 保留警告
117 1 保留警告
117 0 保留警告
118 全部 保留
字节 位 名称 描述
119 全部 保留
表4
Figure G05820425820061222D000291

Claims (49)

1.一种监视光电收发机的电路，包括：
主机适配器，构造为将光电收发机耦合到主机装置，该主机适配器是与光电收发机分开的、明显不同的装置，其包括：
收发机接口，用于从光电收发机接收相应于光电收发机的操作条件的数字值；
包括一个或多个存储器阵列的存储器，用于存储与光电收发机相关的信息，包括从光电收发机接收的数字值；
比较逻辑电路，构造为比较该数字值与限制值以产生标记值，其中标记值在光电收发机的操作期间存储在所述存储器中的预定义的标记存储位置中；和
主机接口，构造为使主机能够根据从主机接收的命令从存储器中的主机指定位置进行读取，该主机指定位置包括预定义的标记存储位置。
2.根据权利要求1的电路，其中主机适配器包括控制主机适配器的操作的控制逻辑电路。
3.根据权利要求2的电路，其中控制逻辑电路包括响应从光电收发机接收到数字值来控制比较逻辑电路的操作的逻辑电路。
4.根据权利要求2的电路，其中控制逻辑电路包括响应从请求数字值的主机装置接收的指令而将数字值发送到主机装置的逻辑电路。
5.根据权利要求2的电路，其中控制逻辑电路包括状态机。
6.根据权利要求2的电路，其中控制逻辑电路包括可编程处理器。
7.根据权利要求2的电路，其中控制逻辑电路包括用于暂时存储从所述光电收发机或所述主机装置接收的指令的缓冲器。
8.根据权利要求1的电路，其中主机适配器进一步包括控制对存储器的存取的存储器存取逻辑电路。
9.根据权利要求8的电路，其中存储器存取逻辑电路包括响应从主机装置接收的信号控制主机适配器的操作顺序的定序逻辑电路。
10.根据权利要求8的电路，其中存储器存取逻辑电路包括响应从光电收发机接收的信号控制主机适配器的操作顺序的定序逻辑电路。
11.根据权利要求1的电路，其中主机适配器进一步包括从光电收发机接收读取数据流的读取数据路径和将写入数据流发送到光电收发机的写入数据路径。
12.根据权利要求1的电路，其中收发机接口包括暂时存储从光电收发机接收的指令的缓冲器。
13.根据权利要求1的电路，其中主机接口包括暂时存储从主机装置接收的指令的缓冲器。
14.根据权利要求1的电路，其中所述主机适配器进一步包括从光电收发机或主机装置接收信号以及将信号发送到光电收发机或主机装置的信号线。
15.根据权利要求14的电路，其中所述信号选自由下述信号构成的组：对于激光驱动器的信号输入TX+和TX-，来自后置放大器的信号输出RX+和RX-，信号损耗(LOS)指示器，发送机错误指示(TX FAULT)，和发送机禁止输入(TXDIS)信号。
16.根据权利要求1的电路，其中所述主机适配器和所述主机装置封装在单个外壳中。
17.根据权利要求1的电路，其中所述光电收发机包括数字控制器。
18.根据权利要求1的电路，其中所述光电收发机包括：
模拟至数字转换电路，构造为从所述光电收发机接收多个模拟信号，并且将接收的模拟信号转换为数字值，该模拟信号相应于所述光电收发机的操作条件；和
接口，构造为有助于至少一些所述数字值至所述主机适配器的通信。
19.根据权利要求18的电路，其中模拟至数字转换电路构造为将功率电平信号转换为数字功率电平值，以及其中主机适配器构造为将数字功率电平值存储于所述主机适配器中存储器内预定义的功率电平位置。
20.根据权利要求19的电路，其中比较逻辑电路包括用于比较数字功率电平值与功率限制值，并基于数字功率信号与功率限制值的比较产生功率标记值的逻辑电路，以及其中主机适配器构造为将功率标记值存储于所述主机适配器中存储器内预定义的功率标记位置。
21.根据权利要求18的电路，其中模拟至数字转换电路构造为将温度信号转换为数字温度值，以及其中主机适配器构造为将数字温度值存储于所述主机适配器中存储器内预定义的温度位置。
22.根据权利要求21的电路，其中比较逻辑电路包括用于比较数字温度值与温度限制值，并基于数字温度信号与温度限制值的比较产生温度标记值的逻辑电路，以及其中主机适配器构造为将温度标记值存储于所述主机适配器中存储器内预定义的温度标记位置。
23.根据权利要求18的电路，其中多个模拟信号包括选自激光器偏置电流、激光输出功率和接收功率组成的集合的两个模拟信号。
24.根据权利要求18的电路，其中模拟至数字转换电路构造为从监视电路外部的源接收电压信号，将该电压信号转换为数字电压值，以及其中主机适配器构造为将数字电压值存储于所述主机适配器中存储器内相应的预定义位置。
25.一种系统，包括：
主机装置；
光电收发机；和
主机适配器，其是与光电收发机分开的、明显不同的装置，所述主机适配器被构造为将光电收发机耦合到主机装置，该主机适配器包括：
收发机接口，用于从光电收发机接收相应于光电收发机的操作条件的数字值；
包括一个或多个存储器阵列的存储器，用于存储与光电收发机相关的信息，包括从光电收发机接收的数字值；
比较逻辑电路，构造为比较数字值与限制值以产生标记值，其中标记值在光电收发机的操作期间存储在存储器中的预定义的标记存储位置中；和
主机接口，构造为使主机能够根据从主机接收的命令从存储器中的主机指定位置进行读取，该主机指定位置包括预定义的标记存储位置。
26.根据权利要求25的系统，其中主机适配器包括控制主机适配器的操作的控制逻辑电路。
27.根据权利要求26的系统，其中控制逻辑电路包括响应从光电收发机接收到数字值而控制比较逻辑电路的操作的逻辑电路。
28.根据权利要求26的系统，其中控制逻辑电路包括响应从请求数字值的主机装置接收的指令而将数字值发送到主机装置的逻辑电路。
29.根据权利要求26的系统，其中控制逻辑电路包括状态机。
30.根据权利要求26的系统，其中控制逻辑电路包括可编程处理器。
31.根据权利要求26的系统，其中控制逻辑电路包括用于暂时存储从所述光电收发机或所述主机装置接收的指令的缓冲器。
32.根据权利要求25的系统，其中主机适配器进一步包括控制对存储器的存取的存储器存取逻辑电路。
33.根据权利要求32的系统，其中存储器存取逻辑电路包括响应从主机装置接收的信号控制主机适配器的操作顺序的定序逻辑电路。
34.根据权利要求32的系统，其中存储器存取逻辑电路包括响应从光电收发机接收的信号控制主机适配器的操作顺序的定序逻辑电路。
35.根据权利要求25的系统，其中主机适配器进一步包括从光电收发机接收读取数据流的读取数据路径和将写入数据流发送到光电收发机的写入数据路径。
36.根据权利要求25的系统，其中收发机接口包括暂时存储从光电收发机接收的指令的缓冲器。
37.根据权利要求25的系统，其中主机接口包括暂时存储从主机装置接收的指令的缓冲器。
38.根据权利要求25的系统，其中所述主机适配器进一步包括从光电收发机或主机装置接收信号以及将信号发送到光电收发机或主机装置的信号线。
39.根据权利要求38的系统，其中所述信号选自由下述信号组成的组：对于激光驱动器的信号输入TX+和TX-，来自后置放大器的信号输出RX+和RX-，信号损耗(LOS)指示器，发送机错误指示(TX FAULT)，和发送机禁止输入(TXDIS)信号。
40.根据权利要求25的系统，其中所述主机适配器和所述主机装置封装在单个外壳中。
41.根据权利要求25的系统，其中所述光电收发机包括数字控制器。
42.根据权利要求25的系统，其中所述光电收发机包括：
模拟至数字转换电路，构造为从所述光电收发机接收多个模拟信号，该模拟信号相应于所述光电收发机的操作条件，将接收的模拟信号转换为数字值；和
接口，构造为有助于至少一些所述数字值至所述主机适配器的通信。
43.根据权利要求42的系统，其中模拟至数字转换电路构造为将功率电平信号转换为数字功率电平值，以及其中主机适配器构造为将数字功率电平值存储于所述主机适配器中存储器内预定义的功率电平位置。
44.根据权利要求43的系统，其中比较逻辑电路包括用于比较数字功率电平值与功率限制值，并基于数字功率信号与功率限制值的比较产生功率标记值的逻辑电路，以及其中主机适配器构造为将功率标记值存储于所述主机适配器中存储器内预定义的功率标记位置。
45.根据权利要求42的系统，其中模拟至数字转换电路构造为将温度信号转换为数字温度值，以及其中主机适配器构造为将数字温度值存储于所述主机适配器中存储器内预定义的温度位置。
46.根据权利要求45的系统，其中比较逻辑电路包括用于比较数字温度值与温度限制值，并基于数字温度信号与温度限制值的比较产生温度标记值的逻辑电路，以及其中主机适配器构造为将温度标记值存储于所述主机适配器中存储器内预定义的温度标记位置。
47.根据权利要求42的系统，其中多个模拟信号包括选自由激光器偏置电流、激光输出功率和接收功率组成的集合的两个模拟信号。
48.根据权利要求42的系统，其中模拟至数字转换电路构造为从监视电路外部的源接收电压信号，将该电压信号转换为数字电压值，以及其中主机适配器构造为将数字电压值存储在所述主机适配器中存储器中相应的预定义位置。
49.一种监视光电装置的方法，包括：
在耦合到光电装置的主机适配器处，从该光电装置接收多个模拟信号，将接收的模拟信号转换为数字值，并将该数字值存储在主机适配器中的预定义位置中，其中，主机适配器与光电收发机是分开的且明显不同的装置，并且所述模拟信号相应于该光电装置的操作条件；
比较该数字值与限制值以产生标记值，并将该标记值存储在主机适配器中的预定义的标记位置中；以及
根据从主机装置接收的指令，使主机装置能够从主机适配器中的主机指定位置进行读取，该位置包括预定义的标记位置。
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