JP2011217102A - Receiver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高速データ通信用の有線インタフェースに備えられる受信装置に関する。 The present invention relates to a receiving device provided in a wired interface for high-speed data communication.
LSIチップ内通信や同一基板上でのチップ間の短距離通信およびバックプレーンを介したカード間の中距離通信などに、高速データ通信用の有線インタフェースが用いられている。このような高速インタフェースの受信装置では、例えば、入力アンプの後にアナログ/デジタル変換器(ADC)を配置し、以降の信号処理をデジタル回路によって実現する場合がある。この場合に、ADCで得られたデジタル信号は、デマルチプレクサで並列化された上で、イコライザを介して出力される(特許文献1参照)。 Wired interfaces for high-speed data communication are used for LSI intra-chip communication, short-distance communication between chips on the same substrate, and medium-distance communication between cards via a backplane. In such a high-speed interface receiver, for example, an analog / digital converter (ADC) may be arranged after the input amplifier, and the subsequent signal processing may be realized by a digital circuit. In this case, the digital signal obtained by the ADC is parallelized by the demultiplexer and then output through the equalizer (see Patent Document 1).
したがって、高速インタフェースの受信装置に備えられたイコライザでは、デマルチプレクサで並列化された各信号について、信号波形を整形する処理が行われる。イコライザにおける波形整形は、例えば、入力信号をi個のフリップフロップ(FF)を用いて順次に遅れさせ、各FFの出力を対応するアンプで増幅して入力信号にフィードバックする回路によって実現される。 Therefore, in the equalizer provided in the high-speed interface receiver, the signal waveform is processed for each signal parallelized by the demultiplexer. Waveform shaping in the equalizer is realized, for example, by a circuit that sequentially delays an input signal using i flip-flops (FFs), amplifies the output of each FF with a corresponding amplifier, and feeds back to the input signal.
ところで、上述した従来の高速インタフェースの受信装置では、例えば、ADCのビット数をmビットからm+1ビットに増やすと、イコライザで等化処理の対象となる信号の数はm×nから(m+1)×nに増大する。ここで、数値nは、ADC出力の各ビットからデマルチプレクサが生成する並列データの系列数である。そして、このように増大した信号線それぞれに対応して、イコライザには、フィードバックループの数分のFFとアンプが設けられることになる。 In the above-described conventional high-speed interface receiver, for example, when the number of ADC bits is increased from m bits to m + 1 bits, the number of signals to be equalized by the equalizer is changed from m × n to (m + 1) ×. increase to n. Here, the numerical value n is the number of parallel data series generated by the demultiplexer from each bit of the ADC output. Then, corresponding to each of the increased signal lines, the equalizer is provided with FFs and amplifiers corresponding to the number of feedback loops.
このように、従来の高速インタフェースの受信装置では、イコライズ処理を含むデジタル信号処理性能向上のためにADCのビット数の拡大に伴って、イコライザ回路の規模が大幅に増大するために、高速インタフェース回路全体の回路規模を増大させてしまう。また、イコライザによる波形等化精度の向上を狙って、フィードバックループの数を増やす場合にも、同様に回路規模が増大してしまう。つまり、従来の高速インタフェース用受信装置では、回路規模の抑制とデジタル信号処理性能の向上とを両立することは困難であった。 As described above, in the conventional high-speed interface receiver, the scale of the equalizer circuit greatly increases as the number of bits of the ADC increases in order to improve digital signal processing performance including equalization processing. The overall circuit scale is increased. Also, when the number of feedback loops is increased with the aim of improving the waveform equalization accuracy by the equalizer, the circuit scale similarly increases. In other words, it has been difficult for a conventional high-speed interface receiver to achieve both reduction in circuit scale and improvement in digital signal processing performance.
本件開示の装置は、高速インタフェースに備えられる受信装置であって、回路規模の抑制を図りながら、デジタル信号処理性能の向上を図ることが可能な受信装置を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a receiving device that is provided in a high-speed interface, and that can improve digital signal processing performance while reducing the circuit scale.
上述した目的は、以下に開示する受信装置によって達成することができる。 The above-described object can be achieved by the receiving device disclosed below.
一つの観点による受信装置は、入力されるアナログ信号の電圧変化をデジタルデータの系列に変換するアナログ/デジタル変換部と、デジタルデータの系列を並列化する並列化部と、並列化されたデジタル信号について波形生成処理を行うイコライザ部と、アナログ信号を複数系統に分岐させ、複数系統のアナログ信号にそれぞれ異なる遅延を与える遅延付加部と、遅延付加部で遅延された各系統のアナログ信号が入力されるアンプのバイアス電流により、アンプの利得を制御する利得制御部とを備える。 A receiving apparatus according to one aspect includes an analog / digital conversion unit that converts a voltage change of an input analog signal into a digital data sequence, a parallelization unit that parallelizes the digital data sequence, and a parallel digital signal An equalizer unit that performs waveform generation processing, a delay adding unit that branches analog signals into a plurality of systems and gives different delays to the plurality of analog signals, and an analog signal of each system that is delayed by the delay adding unit are input. And a gain control unit for controlling the gain of the amplifier according to the bias current of the amplifier.
本件開示の装置によれば、高速インタフェースに備えられる受信装置の回路規模の抑制を図りながら、デジタル信号処理性能の向上を図ることができる。 According to the device of the present disclosure, it is possible to improve the digital signal processing performance while suppressing the circuit scale of the receiving device provided in the high-speed interface.
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
(実施形態1)
図1に、受信装置の一実施形態を示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an embodiment of a receiving device.
図1に示した受信装置は、送信装置100から送信される高速のシリアル信号を伝送路を介して受信する。図1に示したアナログ/デジタル変換部(A/D)101は、入力されるアナログ信号を、例えば、kビットのデジタルデータに変換する。受信装置に備えられる並列化部102は、例えば、1:nデマルチプレクサである。アナログ/デジタル変換部101の出力は、この並列化部102によりn個の並列データに分割され、イコライザ103を介して出力される。
The receiving apparatus illustrated in FIG. 1 receives a high-speed serial signal transmitted from the transmitting
図1に示した受信装置は、アナログ/デジタル変換部101の入力側に入力イコライザ部110を備えている。この入力イコライザ部110は、遅延付加部111と可変アンプ112と利得制御部113と加算器114とを備えている。
The receiving apparatus illustrated in FIG. 1 includes an input equalizer unit 110 on the input side of the analog /
遅延付加部111は、入力されるアナログ信号を複数系統に分岐させ、各系統にそれぞれ異なる遅延を付加する。例えば、図1に示した遅延付加部111は、直列に接続された遅延素子τを用いて、遅延素子の数n+1系統の異なる遅延を持つアナログ信号を生成する。 The delay adding unit 111 branches the input analog signal into a plurality of systems, and adds different delays to each system. For example, the delay adding unit 111 illustrated in FIG. 1 generates analog signals having different delays in the number n + 1 of delay elements using delay elements τ connected in series.
可変アンプ112は、遅延付加部111で生成される複数系統のアナログ信号に対応する可変利得アンプAMP1〜AMPn+1を備えている。これらの可変利得アンプAMP1〜AMPn+1のバイアス電流は、利得制御部113によって可変制御される。また、これらの可変利得アンプAMP1〜AMPn+1の出力は、加算器114によって加算され、アナログ/デジタル変換部101に入力される。
The variable amplifier 112 includes variable gain amplifiers AMP 1 to AMP n + 1 corresponding to a plurality of analog signals generated by the delay adding unit 111. The bias currents of these variable gain amplifiers AMP 1 to AMP n + 1 are variably controlled by the gain control unit 113. The outputs of these variable gain amplifiers AMP 1 to AMP n + 1 are added by the
図2に、入力イコライザ部の説明図を示す。図2に示した例では、2系統のアナログ信号の一方に遅延τが与えられ、それぞれアンプ1とアンプ2とを介して加算器114に入力されている。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the input equalizer unit. In the example shown in FIG. 2, a delay τ is given to one of the two systems of analog signals, which are input to the
図2に示したアンプ1には、受信波形を遅延τに相当する時間間隔でサンプリングした電圧値Xn−2,Xn−1,Xn,Xn+1,Xn+2,Xn+3が順次に入力される。そして、利得C0を乗じた出力が、アンプ1から順次に出力される。同様に、アンプ2に遅延されたサンプリング電圧値が入力され、これらの入力に応じて利得C1を乗じた出力値が出力される。したがって、アンプ1,2の出力を加算する加算器114の出力Yは、式(1)のように表される。
In the
Yn=C0×Xn+C1×Xn−1 ・・・(1)
このように構成されたイコライザでは、アンプ1,2の利得C0,C1を適切な値に設定することにより、図2に符号X(t)を付して示したような鈍った受信波形を整形して、符号Y(t)を付して示したような等化後波形を得ることができる。例えば、利得制御部113により、アンプ1に数値1よりも大きな利得C0を設定し、アンプ2に負の値を持つ利得C1を設定することができる。なお、アンプ1,2の利得は、例えば、アンプ1,2のバイアス電流を調整することにより、所望の値を設定することができる。
Y n = C 0 × X n +
In the equalizer configured as described above, by setting the gains C 0 and C 1 of the
図3に、可変利得アンプの実施形態を示す。図3に示した可変利得アンプでは、ギルバートセル型のアンプの電流源に接続された2つのMOSトランジスタのゲート電圧が、2つのバイアス電流値ibias+,ibias−によって制御される。このように構成された可変利得アンプでは、バイアス電流値ibias+,ibias−を調整することにより、正および負の利得を実現することができる。 FIG. 3 shows an embodiment of a variable gain amplifier. In the variable gain amplifier shown in FIG. 3, the gate voltages of the two MOS transistors connected to the current source of the Gilbert cell amplifier are controlled by two bias current values ibias + and ibias−. In the variable gain amplifier configured as described above, positive and negative gains can be realized by adjusting the bias current values ibias + and ibias−.
このような入力イコライザ部110をアナログ/デジタル変換部101の前側に配置した受信装置では、A/D変換に先立って、伝送路での損失によって劣化した受信信号の波形が整形される。したがって、精度の高いA/D変換結果を得ることができる。故に、アナログ/デジタル変換部101のビット数や後段のイコライザ103におけるタップ数を増大させることなく、受信装置の性能の向上を図ることができる。つまり、高速インタフェース用の受信装置において、回路規模の抑制を図りながら、デジタル信号処理性能の向上を図ることができる。
In a receiving apparatus in which such an input equalizer unit 110 is arranged on the front side of the analog /
また、上述した入力イコライザ部110により、アナログ/デジタル変換部101に入力される受信信号波形が整形されるので、アナログ/デジタル変換部101のビット数を少なくしても、受信装置の性能を維持することができる。例えば、図1に示したアナログ/デジタル変換部101のビット数をkビットからk−1ビットに減らした場合に、これに伴って、並列化部102では、削減された1ビットをn並列化する回路が削減される。同様に、イコライザ103では、並列化部102で削減されたn本の信号線について波形整形処理を行う回路が削減される。これらの削減される回路の規模は、入力イコライザ部110として追加される回路規模に比べて大きい。したがって、上述したような入力イコライザ部110を適用することにより、受信装置の性能を維持しつつ、回路規模を大幅に削減することが可能である。
In addition, since the received signal waveform input to the analog /
図1に示したように複数の遅延素子を用いる代わりに、位相をずらしたクロック信号を用いて複数の可変アンプに入力される複数系統のアナログ信号を生成することも可能である。以下の実施形態では、複数のサンプルホールド部を用いて生成された複数系統のアナログ信号に対する波形等化処理について説明する。
(実施形態2)
図4に、入力イコライザ部の別実施形態を示す。なお、図4に示した構成要素のうち、図1、図2に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
As shown in FIG. 1, instead of using a plurality of delay elements, it is also possible to generate a plurality of systems of analog signals to be input to a plurality of variable amplifiers using clock signals whose phases are shifted. In the following embodiments, waveform equalization processing for a plurality of analog signals generated using a plurality of sample and hold units will be described.
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows another embodiment of the input equalizer unit. 4 that are the same as those shown in FIGS. 1 and 2 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図4に示した入力イコライザ部の遅延付加部111では、2つのサンプルホールド部1151,1152にクロック信号CLKを互いに逆相で入力することにより、2系統の入力信号din(0),din(180)を生成する。入力信号din(0),din(180)は、それぞれアンプP1、アンプP2を介して加算器114で加算される。
In the delay adding unit 111 of the input equalizer unit shown in FIG. 4, the clock signals CLK are input to the two sample-and-
図4に示した利得制御部113は、アンプP1、アンプP2の利得gm1,gm2をクロック信号に同期して切り換える。例えば、利得制御部113は、クロック信号の周期の前半において、アンプP1、P2の利得gm1、gm2に、それぞれ図2に示したアンプ1,2の利得C0,C1に相当する値を設定する。そして、クロック信号の周期の後半では、逆に、アンプP2の利得gm2に図2に示したアンプ1の利得C0に相当する値が設定され、アンプP1の利得gm1に図2に示したアンプ2の利得C1に相当する値が設定される。
The gain control unit 113 shown in FIG. 4 switches the gains gm 1 and gm 2 of the amplifiers P1 and P2 in synchronization with the clock signal. For example, in the first half of the clock signal cycle, the gain control unit 113 sets the gains gm 1 and gm 2 of the amplifiers P1 and P2 to values corresponding to the gains C 0 and C 1 of the
つまり、図4に示した構成では、アンプP1は、クロック信号の周期の前半は、図2に示した入力イコライザ部110において遅延されていない入力信号を増幅するアンプ1の機能を果たす。そして、このとき、図4のアンプP2は、図2に示した入力イコライザ部110において遅延された入力信号を増幅するアンプ2の機能を果たす。
That is, in the configuration shown in FIG. 4, the amplifier P1 functions as the
一方、クロック信号の周期の後半では、図4に示した入力イコライザ部のアンプP1,P2の機能が逆転する。つまり、アンプP1によって、図2に示した入力イコライザ部110において遅延された入力信号を増幅するアンプ2の機能が果たされる。そして、アンプP2によって、図2に示した入力イコライザ部110において遅延されていない入力信号を増幅するアンプ1の機能が果たされる。
On the other hand, in the second half of the cycle of the clock signal, the functions of the amplifiers P1 and P2 of the input equalizer section shown in FIG. 4 are reversed. That is, the function of the
図5に、イコライズ作用を説明するタイミング図を示す。図5(a)に受信信号波形を示し、また、図5(b)にクロック信号CLKを示す。図5に示した例では、クロック信号CLKの立ち上がりに同期して、サンプル点Xn−1,Xn+1,Xn+3,Xn+5が順にサンプルホールド部1151に保持され、アンプP1に入力される(図5(d)参照)。また、クロック信号CLKの立ち下がりに同期して、サンプル点Xn,Xn+2,Xn+4が順にサンプルホールド部1152に保持され、アンプP2に入力される(図5(g)参照)。
FIG. 5 is a timing chart for explaining the equalizing operation. FIG. 5A shows the received signal waveform, and FIG. 5B shows the clock signal CLK. In the example shown in FIG. 5, in synchronization with the rising edge of the clock signal CLK, the sample point Xn-1, Xn + 1, Xn + 3, Xn + 5 are held in sequence in the sample-and-
また、図5(c)、(f)に、アンプP1,P2に設定される利得gm1、gm2が、クロック信号CLKに同期して切り換えられる様子を示した。そして、図5(e),(h)に、上述した利得の切り換えに応じたアンプP1,P2の出力の変化を示した。 FIGS. 5C and 5F show how the gains gm 1 and gm 2 set in the amplifiers P1 and P2 are switched in synchronization with the clock signal CLK. FIGS. 5E and 5H show changes in the outputs of the amplifiers P1 and P2 in response to the above-described gain switching.
例えば、図5(b)に符号(1)で示したクロック信号の立ち上がりで、サンプルホールド部1151にサンプル点Xn−1が保持され、クロック信号の1周期間維持される。この周期において、アンプP1の出力gm1×din(0)は、図5(e)に示したように、利得gm1の切り換えに応じて、サンプル値Xn−1に利得C0を乗じた値から、サンプル値Xn−1に利得C1を乗じた値へと変化する。一方、例えば、図5(b)に符号(2)で示したクロック信号の立ち下がりで、サンプルホールド部1152にサンプル点Xnが保持され、クロック信号の1周期間維持される。この周期において、アンプP2の出力gm2×din(180)は、図5(h)に示したように、利得gm2の切り換えに応じて、サンプル値Xnに利得C0を乗じた値から、サンプル値Xnに利得C1を乗じた値へと変化する。したがって、図5(b)に符号(2)の立下りを含むクロック信号の周期の後半において、2つのアンプP1,P2の出力は、それぞれ値C1×Xn−1,C0×Xnとなる。そして、次の周期の前半において、2つのアンプP1,P2の出力は、それぞれ値C0×Xn+1,C1×Xnとなる(図5(e),(h)参照)。
For example, at the rising edge of the clock signal indicated by reference numeral (1) in FIG. 5 (b), the sample point Xn-1 is held by the sample-and-
このように、アンプP1,P2の出力gm1×din(0)、gm2×din(180)とを加算器114によって加算した結果として、上述した式(1)と同様の加算結果を得ることができる。つまり、図4に示したように、2つのサンプルホールド部1151,1152と2つのアンプP1,P2とをクロック信号に同期して制御することによって、図2に示した入力イコライザ部110と同等の波形整形作用を実現することができる。
In this way, as the result of adding the outputs gm 1 × din (0) and gm 2 × din (180) of the amplifiers P1 and P2 by the
このように2つのサンプルホールド部1151,1152を備えて構成された入力イコライザ部では、分岐された2つのパスの伝送経路長を同等に設計することが容易である。これにより、精度の高い波形整形作用を実現することができる。
As described above, in the input equalizer unit configured by including the two
次に、上述した切り換え制御を行う利得制御部112について説明する。
図6に、利得制御部の一実施形態を示す。図6に示した利得制御部は、変換テーブル回路116とセレクタ回路117とデジタル/アナログ変換部(D/A)118と係数設定処理部119とを備えている。
Next, the gain control unit 112 that performs the switching control described above will be described.
FIG. 6 shows an embodiment of the gain control unit. The gain control unit shown in FIG. 6 includes a conversion table circuit 116, a selector circuit 117, a digital / analog conversion unit (D / A) 118, and a coefficient setting processing unit 119.
変換テーブル回路116は、上述した2つのアンプP1,P2に交互に設定される利得の組C0,C1に相当する係数の組を複数セット保持している。図6に示した変換テーブル回路116は、利得C0に相当する3つの異なる値を持つ係数α1、α2、α3に対応して、利得C1に相当する3つの異なる値を持つ係数β1、β2、β3を保持している。この変換テーブル回路116は、係数設定処理部119からの指示で指定された係数の組を出力する。
The conversion table circuit 116 holds a plurality of sets of coefficients corresponding to the gain sets C 0 and C 1 that are alternately set in the two
変換テーブル回路116から出力された2つの係数は、セレクタ回路117の2つのセレクタS1,S2の双方の入力端子D1,D2に、それぞれ入力される。これらのセレクタS1,S2のクロック端子には、クロック信号が互いに逆相で入力されている。したがって、これらのセレクタS1,S2により、上述した2つの係数がクロック信号の周期の前半と後半とで切り換えられて交互に出力される。 The two coefficients output from the conversion table circuit 116 are respectively input to the input terminals D 1 and D 2 of the two selectors S1 and S2 of the selector circuit 117. Clock signals are inputted in opposite phases to the clock terminals of the selectors S1 and S2. Therefore, the selectors S1 and S2 switch the above-described two coefficients between the first half and the second half of the clock signal cycle and alternately output them.
このセレクタS1、S2の出力は、デジタル/アナログ変換部118の2つの入力端子G1,G2に入力される。このデジタル/アナログ変換部118は、入力端子G1に入力された係数に応じて、制御信号cont1+,cont1−を生成する。また、このデジタル/アナログ変換部118の入力端子G2に入力された係数は、制御信号cont2+,cont2−に変換される。このデジタル/アナログ変換部118は、制御信号cont1+,cont1−および制御信号cont2+,cont2−として、例えば図3に示した可変利得アンプで入力された係数に相当する利得を実現するバイアス電流を生成することができる。 The outputs of the selectors S1 and S2 are input to the two input terminals G1 and G2 of the digital / analog converter 118. The digital / analog conversion unit 118 generates control signals cont1 + and cont1- according to the coefficient input to the input terminal G1. The coefficient input to the input terminal G2 of the digital / analog conversion unit 118 is converted into control signals cont2 + and cont2-. The digital / analog converter 118 generates a bias current that realizes a gain corresponding to the coefficient input by the variable gain amplifier shown in FIG. 3, for example, as the control signals cont1 +, cont1- and the control signals cont2 +, cont2-. be able to.
また、係数設定処理部119は、例えば、図4に示した入力イコライザ部を備えた受信装置を含む高速インタフェースの特性や伝送路の条件などに基づいて、変換テーブル回路116に対して、用意された係数の組のいずれかを選択させることができる。 Also, the coefficient setting processing unit 119 is prepared for the conversion table circuit 116 based on, for example, the characteristics of a high-speed interface including the receiving device including the input equalizer unit illustrated in FIG. One of a set of coefficients can be selected.
また一方、例えば、高速インタフェースのテスト段階などにおいて、受信装置によってトレーニング信号を受信した際の受信信号を評価した結果に基づいて、変換テーブル回路116から選択される係数の組を最適化することも可能である。この際の受信信号についての評価結果としては、例えば、図1に示したイコライザ103の内部において、波形等化処理の制御に用いられる誤差信号errorを利用することができる。
On the other hand, for example, in the test stage of the high-speed interface, the coefficient set selected from the conversion table circuit 116 may be optimized based on the result of evaluating the received signal when the receiving device receives the training signal. Is possible. As an evaluation result of the received signal at this time, for example, an error signal error used for controlling the waveform equalization process can be used in the
図7に、イコライザ回路の一実施形態を示す。図7に示したイコライザ回路は、並列化部102によって並列化された各信号に対応して設けられる。つまり、図1に示したイコライザ103は、並列化された全信号分に対応するイコライザ回路を含んでいる。
FIG. 7 shows an embodiment of the equalizer circuit. The equalizer circuit shown in FIG. 7 is provided corresponding to each signal parallelized by the parallelization unit 102. That is, the
図7に示したイコライザ回路は、j個のフリップフロップ(FF)とこれらのフリップフロップにそれぞれ対応する可変アンプとを含んでいる。そして、これらの可変アンプの出力と入力信号dinとの加算結果と、これを所定のスライスレベルで二値化した結果との差分に対応する誤差信号errorに基づいて、係数選択回路により、各可変アンプの利得の制御が行われる。なお、図7に示したイコライザ回路では、並列化後のイコライザのみによって波形整形処理を行う従来のイコライザ回路に比べて、タップ数を少なくすることができる。 The equalizer circuit shown in FIG. 7 includes j flip-flops (FF) and variable amplifiers corresponding to these flip-flops. Then, based on the error signal error corresponding to the difference between the addition result of the output of these variable amplifiers and the input signal din and the result obtained by binarizing the input signal din, each variable is selected by the coefficient selection circuit. The gain of the amplifier is controlled. In the equalizer circuit shown in FIG. 7, the number of taps can be reduced as compared with the conventional equalizer circuit that performs the waveform shaping process using only the equalizer after parallelization.
次に、この誤差信号errorを用いて、入力イコライザ部に備えられる可変利得アンプの利得を制御する方法について説明する。 Next, a method for controlling the gain of the variable gain amplifier provided in the input equalizer unit using the error signal error will be described.
図8に、利得設定動作を表す流れ図を示す。図8に示した例では、予め複数セットの係数の組を変換テーブル回路116に用意しておき、その中の一つの組を選択して、以降は、選択された組の係数を固定的にセレクタ回路117に入力する。 FIG. 8 is a flowchart showing the gain setting operation. In the example shown in FIG. 8, a plurality of sets of coefficients are prepared in the conversion table circuit 116 in advance, and one of the sets is selected. Thereafter, the coefficients of the selected set are fixedly set. Input to the selector circuit 117.
係数設定処理部119は、トレーニング信号の入力に応じて、係数選択処理を開始する(ステップ301)。そして、係数設定処理部119は、変換テーブル回路116に用意された複数セットの係数の組を順次に選択させて(ステップ302)、選択した係数の組に対応する制御信号を、図4に示した2つのアンプP1,P2の利得の切り換え制御に供する。 The coefficient setting processing unit 119 starts coefficient selection processing in response to the input of the training signal (step 301). Then, the coefficient setting processing unit 119 sequentially selects a plurality of sets of coefficients prepared in the conversion table circuit 116 (step 302), and a control signal corresponding to the selected coefficient set is shown in FIG. This is used for the gain switching control of the two amplifiers P1 and P2.
例えば、係数α1、β1の組が選択された場合に、2つのアンプP1,P2には、係数α1、β1に対応する利得C01,C11が交互に設定され、図5を参照して説明したような波形整形処理が行われる。
For example, when a set of coefficients α 1 and β 1 is selected, gains C 01 and C 11 corresponding to the coefficients α 1 and β 1 are alternately set in the two
そして、この波形整形処理結果が、アナログ・デジタル変換部101および並列化部102を介してイコライザ103に入力される。これに応じて、図7に示したようなイコライザ回路により、誤差信号errorの算出が行われる(ステップ303)。
The waveform shaping processing result is input to the
係数設定処理部119は、変換テーブル116に用意された全ての係数セットを選択する処理を繰り返し、これらの係数セットに対応する誤差信号errorを算出させる。そして、全ての係数セットについて誤差信号errorが求められたときに、ステップ304の肯定判定としてステップ305に進む。
The coefficient setting processing unit 119 repeats the process of selecting all coefficient sets prepared in the conversion table 116, and calculates an error signal error corresponding to these coefficient sets. When error signals error are obtained for all coefficient sets, the process proceeds to step 305 as an affirmative determination in
係数設定処理部119は、ステップ305において、例えば、最小の誤差を示す誤差信号errorを与えた係数セットを検出し、この係数セットを固定的に選択するように変換テーブル回路116を設定して処理を終了する。
In
このようにして、複数の係数セットの中から選択された最適な係数セットに従って図4に示した2つのアンプP1,P2の利得を切り換えるように、図4に示した入力イコライザ部を最適化することができる。 In this way, the input equalizer unit shown in FIG. 4 is optimized so as to switch the gains of the two amplifiers P1 and P2 shown in FIG. 4 according to the optimum coefficient set selected from the plurality of coefficient sets. be able to.
このような最適化制御は、図1に示したような入力イコライザ110について適用することも可能である。例えば、可変アンプ112に備えられた各AMP1〜AMPn+1の利得の組み合わせを変化させていき、そのときにイコライザ103で得られる誤差信号に基づいて、最適な利得の組み合わせを探索することができる。
Such optimization control can also be applied to the input equalizer 110 as shown in FIG. For example, the combination of gains of AMP 1 to AMP n + 1 provided in the variable amplifier 112 can be changed, and the optimum combination of gains can be searched based on the error signal obtained by the
また、3つ以上のサンプルホールド部をそれぞれ位相の異なるクロック信号に同期させて動作させ、これらのクロック信号に基づいて、各サンプルホールド部に対応する可変アンプの利得を切り換え制御することも可能である。これにより、3以上のタップ数を持つイコライザに相当する波形整形機能を実現することができる。 It is also possible to operate three or more sample-and-hold units in synchronization with clock signals having different phases, and switch and control the gain of the variable amplifier corresponding to each sample-and-hold unit based on these clock signals. is there. As a result, a waveform shaping function corresponding to an equalizer having three or more taps can be realized.
一方、入力イコライザ部に備えられる可変アンプとして、アナログ/デジタル変換部102に備えられているアンプを用いることも可能である。以下、アナログ/デジタル変換部102に備えられているアンプを可変アンプ化した実施形態について説明する。
(実施形態3)
図9に、受信装置の別実施形態を示す。なお、図9に示した構成要素のうち、図4に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
On the other hand, as a variable amplifier provided in the input equalizer unit, an amplifier provided in the analog / digital conversion unit 102 may be used. Hereinafter, an embodiment in which the amplifier provided in the analog / digital conversion unit 102 is made into a variable amplifier will be described.
(Embodiment 3)
FIG. 9 shows another embodiment of the receiving device. Note that among the constituent elements shown in FIG. 9, the same constituent elements as those shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図9に示した受信装置は、2つのサンプルホールド部1151、1152に対応して、2つのフラッシュ型アナログ/デジタル変換部(A/D)2101,2102を備えている。これらのアナログ/デジタル変換部2101,2102は、入力信号電圧を2k段階の参照電圧とそれぞれ比較する比較器を備えている。これらの比較器の出力は、2k個のスライサによってそれぞれ二値化される。また、これらのアナログ/デジタル変換部2101,2102に備えられたコーダ2111,2112は、それぞれに備えられた2k個のスライサの出力信号に基づいて、入力信号電圧に対応するkビットのデジタルデータを出力する。
The receiving apparatus shown in FIG. 9 includes two flash analog / digital converters (A / D) 210 1 and 210 2 corresponding to the two sample and hold
図9に示したアナログ/デジタル変換部2101,2102において、2k個の比較器に含まれる入力信号電圧の増幅にかかわるアンプとして、図3に示したギルバードセル型の可変利得アンプを用いることができる。そして、アナログ/デジタル変換部2101に備えられた2k個の可変利得アンプに、上述した制御信号cont1+,cont1−をバイアス電流として入力する。同様に、アナログ/デジタル変換部2102に備えられた2k個の可変利得アンプには、上述した制御信号cont2+,cont2−がバイアス電流として入力される。
In the analog /
これにより、アナログ/デジタル変換部2101,2102に備えられたこれらの可変利得アンプの利得は、図5を参照して説明したように、クロック信号に同期して交互に切り換えられる。したがって、これらのアナログ/デジタル変換部2101,2102で得られるkビットのデジタルデータは、対応するサンプルホールド部1151,1152に保持された入力信号電圧値に、クロック周期の前半と後半とで異なる重み付けが為された値となる。
As a result, the gains of these variable gain amplifiers provided in the analog /
図9に示したデマルチプレクサ(DEMUX)212は、これらのアナログ/デジタル変換部2101,2102によってそれぞれ得られたkビットのデジタルデータの各ビットをn分割して並列化する。このデマルチプレクサ212は、図1に示した並列化部102に相当する。
The demultiplexer (DEMUX) 212 illustrated in FIG. 9 divides each bit of the k-bit digital data obtained by the analog /
また、図9に示したイコライザ213は、2つのアナログ/デジタル変換部2101,2102によって得られた2系統の並列化データを互いに加算することにより、波形整形された1系統の並列化データを生成する。イコライザ213は、図1に示したイコライザ103に相当する。
Further, the
このイコライザ213は、例えば、アナログ/デジタル変換部2101に対応する系統の並列化データに含まれる各信号と、アナログ/デジタル変換部2102に対応する系統の並列化データに含まれる対応する信号とを加算するイコライザ回路を含む。
The
図10に、イコライザ回路の別実施形態を示す。なお、図10に示した構成要素のうち、図9に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。 FIG. 10 shows another embodiment of the equalizer circuit. Note that, among the components shown in FIG. 10, components equivalent to those shown in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図10に示したイコライザ213は、アナログ/デジタル変換部2101,2102によって得られるデジタルデータのビット数kとデマルチプレクサの並列化数nとの積に対応する数のイコライザ回路21411〜214knを備える。これらのイコライザ回路21411〜214knは、互いに同等の構成を備えている。図10においては、イコライザ回路21411についてのみ内部の構成を示し、他のイコライザ回路214については内部の図示を省略した。
The
図10に示したイコライザ回路21411は、2系統の入力信号を加算する加算器と、この加算器の出力を二値化するスライサと、このスライサの前後の信号から誤差信号を算出する減算器とを備えている。なお、図10に示した例では、各イコライザ回路214に入力される2系統の入力信号を符号din(0)と符号din(180)とを付して区別して示した。図10の例では、符号din(0)が付された入力信号は、アナログ/デジタル変換部2102によって生成されたデジタルデータを並列化した信号の一つである。そして、符号din(180)が付された入力信号は、アナログ/デジタル変換部2101によって生成されたデジタルデータを並列化した信号の一つである。
The equalizer circuit 214 11 shown in FIG. 10 includes an adder that adds two input signals, a slicer that binarizes the output of the adder, and a subtractor that calculates an error signal from signals before and after the slicer. And. In the example shown in FIG. 10, the two input signals input to each equalizer circuit 214 are shown separately with reference numerals din (0) and din (180). In the example of FIG. 10, an input signal code din (0) is attached, is one of the parallel signal digital data generated by the analog /
このように、図9、図10に示したように構成された受信装置では、デマルチプレクサ212の後に配置されたイコライザ213に含まれる加算器により、入力イコライザ部110の加算器114に相当する機能が果たされる。更に、図10に示したイコライザ回路214の加算器で加算される2系統の入力信号は、図7に示したイコライザ回路において、フリップフロップと可変アンプとを介してフィードバックされる信号に相当する。
As described above, in the receiving apparatus configured as illustrated in FIGS. 9 and 10, a function corresponding to the
したがって、図10に示したイコライザ回路214では、図7に示したイコライザ回路に備えられていたようなフリップフロップと可変アンプを含むフィードバックループが不要となる。これにより、受信装置において、イコライズ機能を実現するために設けられるハードウェア量を大幅に削減することができる。 Therefore, the equalizer circuit 214 shown in FIG. 10 does not require a feedback loop including a flip-flop and a variable amplifier as provided in the equalizer circuit shown in FIG. As a result, the amount of hardware provided for realizing the equalization function in the receiving apparatus can be greatly reduced.
なお、アナログ/デジタル変換部2101,2102によって重みが付けられたデジタルデータを加算した後に、並列化部102による並列化処理に供することもできる。
The digital data weighted by the analog /
図11に、受信装置の別実施形態を示す。なお、図11に示した構成要素のうち、図1および図9に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。 FIG. 11 shows another embodiment of the receiving device. 11 that are the same as those shown in FIGS. 1 and 9 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図11に示した構成では、アナログ/デジタル変換部2101,2102によって得られたデジタルデータは、加算器114によって加算される。そして、この加算器114による加算結果は、並列化部102によって並列化され、イコライザ103による波形整形処理に供される。
In the configuration shown in FIG. 11, the digital data obtained by the analog /
100 送信装置
101,2101,2102 アナログ/デジタル変換部(A/D)
102 並列化部
103,213 イコライザ
110 入力イコライザ部
111 遅延付加部
112 可変アンプ
113 利得制御部
114 加算器
1151,1152 サンプルホールド部
116 変換テーブル回路
117 セレクタ回路
118 デジタル/アナログ変換部(D/A)
119 係数設定処理部
2111,2112 コーダ
212 デマルチプレクサ(DEMUX)
21411〜214kn イコライザ回路
100
102
119 Coefficient
214 11 to 214 kn equalizer circuit
Claims (5)
前記デジタルデータの系列を並列化する並列化部と、
並列化されたデジタル信号について波形生成処理を行うイコライザ部と、
前記アナログ信号を複数系統に分岐させ、前記複数系統のアナログ信号にそれぞれ異なる遅延を与える遅延付加部と、
前記遅延付加部で遅延された各系統のアナログ信号が入力されるアンプのバイアス電流により、前記アンプの利得を制御する利得制御部と
を備えたことを特徴とする受信装置。 An analog / digital converter that converts a voltage change of an input analog signal into a digital data sequence;
A parallelization unit for parallelizing the digital data series;
An equalizer for performing waveform generation processing on the parallel digital signals;
A delay adding unit for branching the analog signal into a plurality of systems and giving different delays to the analog signals of the plurality of systems;
A receiving apparatus comprising: a gain control unit that controls a gain of the amplifier by a bias current of the amplifier to which an analog signal of each system delayed by the delay adding unit is input.
前記遅延付加部は、
前記アナログ信号をN系統に分岐させる分岐部と、
前記N系統のアナログ信号を対応する位相のクロック信号に応じてサンプルホールドするサンプルホールド部と、を備え、
前記利得制御部は、前記N系統のサンプルホールド部の出力が入力されるアンプのバイアス電流を前記クロック信号に基づいて時間的に変化させることにより、前記N系統のアンプ利得をそれぞれの入力に与えられた遅延量に対応するように切り換える制御を行う
ことを特徴とする受信装置。 The receiving device according to claim 1,
The delay adding unit includes:
A branching section for branching the analog signal into N systems;
A sample-and-hold unit that samples and holds the N-system analog signals according to a clock signal having a corresponding phase, and
The gain control unit applies the amplifier gain of the N systems to each input by temporally changing the bias current of the amplifier to which the output of the N system sample and hold units is input based on the clock signal. A receiving device, wherein switching control is performed so as to correspond to a given delay amount.
前記アナログ/デジタル変換部は、前記複数系統のアナログ信号に対応して、それぞれ所定数の参照電圧と比較する比較器を備え、
前記利得制御部は、前記各系統のアナログ信号に対応する比較器に含まれるアンプの利得を制御する
ことを特徴とする受信装置。 The receiving device according to claim 1,
The analog / digital conversion unit includes comparators that respectively compare with a predetermined number of reference voltages corresponding to the analog signals of the plurality of systems.
The gain control unit controls a gain of an amplifier included in a comparator corresponding to the analog signal of each system.
前記アナログ/デジタル変換部は、前記複数系統のアナログ信号に対応するデジタルデータをそれぞれ出力し、
前記イコライザ部は、前記複数系統のアナログ信号に対応するデジタルデータを表すデジタル信号を互いに加算し、加算結果をイコライズ結果として出力する加算部を備えた
ことを特徴とする受信装置。 The receiving apparatus according to claim 3,
The analog / digital converter outputs digital data corresponding to the analog signals of the plurality of systems,
The receiving device, wherein the equalizer unit includes an adding unit that adds digital signals representing digital data corresponding to the analog signals of the plurality of systems and outputs the addition result as an equalization result.
前記アナログ/デジタル変換部の入力側に前置され、前記遅延付加部で分岐させられた複数系統のアナログ信号をそれぞれ増幅する入力アンプを備え、
前記利得制御部は、前記複数系統の入力アンプの利得を制御する
ことを特徴とする受信装置。 The receiving device according to claim 1,
Provided with an input amplifier that amplifies a plurality of analog signals that are pre-arranged on the input side of the analog / digital conversion unit and branched by the delay adding unit,
The gain control unit controls gains of the plurality of input amplifiers.
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