JP2018152731A - 受信回路及びアイモニタシステム - Google Patents

受信回路及びアイモニタシステム Download PDF

Info

Publication number
JP2018152731A
JP2018152731A JP2017047771A JP2017047771A JP2018152731A JP 2018152731 A JP2018152731 A JP 2018152731A JP 2017047771 A JP2017047771 A JP 2017047771A JP 2017047771 A JP2017047771 A JP 2017047771A JP 2018152731 A JP2018152731 A JP 2018152731A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
value
comparison result
data signal
comparison
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017047771A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6892592B2 (ja
Inventor
崇之 柴▲崎▼
Takayuki Shibazaki
崇之 柴▲崎▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2017047771A priority Critical patent/JP6892592B2/ja
Priority to US15/913,122 priority patent/US10103911B2/en
Publication of JP2018152731A publication Critical patent/JP2018152731A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6892592B2 publication Critical patent/JP6892592B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/06Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection
    • H04L25/061Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection providing hard decisions only; arrangements for tracking or suppressing unwanted low frequency components, e.g. removal of dc offset
    • H04L25/063Setting decision thresholds using feedback techniques only
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/01Shaping pulses
    • H03K5/08Shaping pulses by limiting; by thresholding; by slicing, i.e. combined limiting and thresholding
    • H03K5/082Shaping pulses by limiting; by thresholding; by slicing, i.e. combined limiting and thresholding with an adaptive threshold
    • H03K5/086Shaping pulses by limiting; by thresholding; by slicing, i.e. combined limiting and thresholding with an adaptive threshold generated by feedback
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60Receivers
    • H04B10/66Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
    • H04B10/69Electrical arrangements in the receiver
    • H04B10/693Arrangements for optimizing the preamplifier in the receiver
    • H04B10/6933Offset control of the differential preamplifier
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/20Arrangements for detecting or preventing errors in the information received using signal quality detector
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/20Arrangements for detecting or preventing errors in the information received using signal quality detector
    • H04L1/206Arrangements for detecting or preventing errors in the information received using signal quality detector for modulated signals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/02Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
    • H04L7/033Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop
    • H04L7/0334Processing of samples having at least three levels, e.g. soft decisions
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/38Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
    • H04L25/40Transmitting circuits; Receiving circuits
    • H04L25/49Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
    • H04L25/4917Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using multilevel codes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)

Abstract

【課題】アイモニタ機能を有する受信回路の消費電力を抑える。【解決手段】比較回路13は、データ信号Diと、オフセット値THoffに基づいて大きさが調整される閾値THとを、データ信号Diとクロック信号CKd1,CKd2の位相差とオフセット値PSoffに基づいて位相が調整されるクロック信号CKeに同期したタイミングで比較した比較結果を出力する。アイモニタ回路15は、データ信号Diの各シンボルに対してそれぞれ得られるCDR回路12でのデータ信号Diと閾値との比較結果を間引いて、比較回路13による比較結果が得られるシンボルにおける比較結果を選択し、選択した比較結果と比較回路13による比較結果とを比較することで、オフセット値THoffまたはオフセット値PSoffによるエラーの有無を判定し、エラーの発生回数を出力する。【選択図】図1

Description

本発明は、受信回路及びアイモニタシステムに関する。
情報処理装置やLSI(Large Scale Integrated circuit)などに用いられる受信回路では、伝送されてきたデータ信号から値(データ)とクロック信号を再生するCDR(Clock Data Recovery)が行われる。CDRでは、適切なタイミングでデータ判定(サンプリング)をするために、データ判定用のクロック信号とデータ信号との位相差を検出し、クロック信号の位相を調整することが行われる。
従来、データ信号の1シンボル(1UI(Unit Interval)と呼ばれる場合もある)当たり2回のサンプリングを行う(以下2xサンプリングという)CDR回路がある。このCDR回路では、データ信号のエッジ部分(ゼロクロス点)を検出するためにデータ判定用のクロック信号とは別のクロック信号が用いられる。そして、その別のクロック信号に同期したタイミングにおけるデータ信号の振幅レベルに基づいて、そのタイミングがゼロクロス点にロックされるように調整される。データ判定用のクロック信号は、上記別のクロック信号に対して、位相が0.5UI分ずれるように調整される。
ただ、2xサンプリングのCDR回路では、1シンボル当たり2回サンプリング動作が行われるため消費電力が増大する。クロック信号による消費電力を削減可能なCDR回路として、1シンボル当たり1回のサンプリングを行う(以下1xサンプリングという)CDR回路がある。1xサンプリングのCDR回路では、データ判定回路(たとえば等化回路を含む)が、クロック信号に同期したタイミングで各シンボルのデータ信号の値を判定する。さらに、2シンボル分のデータ判定を行うタイミングにおけるデータ信号の振幅レベルに基づいて、位相差の検出とクロック信号の位相の調整が行われる。
ところで、受信回路では、回路内部での受信特性を評価するためにアイモニタ機能を含む場合がある。アイモニタ機能は、クロック信号の位相や、データ判定をするための閾値を変化させたときにBER(Bit Error Rate)がどう変化するかを検出する機能である。2xサンプリングのCDR回路にアイモニタ機能を適用する場合は、データ判定用のクロック信号の位相に、オフセット値が加えられる。
なお、最新の通信規格では、回路や素子の動作速度が限界に近付いている状況から、動作速度を上げずにデータレートを向上させる技術として、PAM4(Pulse Amplitude Modulation 4)などの多値伝送技術を採用することが提案されている。
特開2015−192200号公報
1xサンプリングのCDR回路を含む受信回路では、データ判定と位相差検出の両方に用いられるクロック信号の位相にオフセット値が加えられると、位相調整機能によってオフセット値がキャンセルされてしまう。このためアイモニタ機能が実現できない。アイモニタ機能を実現するため、オフセット値で位相調整可能なクロック信号とデータ判定回路を追加し、そのクロック信号に同期したタイミングでデータ判定回路にアイモニタ用のデータ判定結果を出力させればよい。しかしその場合、消費電力が増大する問題がある。なお、多値伝送技術を用いた場合には、データ判定回路の規模が大きくなるため、この問題はより顕著となる。
1つの側面では、本発明は、アイモニタ機能を有する受信回路の消費電力を抑えること目的とする。
1つの実施態様では、データ信号を受け、第1のクロック信号に同期した第1のタイミングで前記データ信号と第1の閾値とを比較した第1の比較結果と、前記第1のタイミングで前記データ信号と複数の第2の閾値とを比較した第2の比較結果に基づいて前記データ信号と前記第1のクロック信号の位相差を検出し、前記位相差に基づいて前記第1のクロック信号の位相の調整を行うCDR回路と、前記データ信号と、第1のオフセット値に基づいて大きさが調整される第3の閾値とを、前記位相差と第2のオフセット値に基づいて位相が調整される第2のクロック信号に同期した第2のタイミングで比較した第3の比較結果を出力する比較回路と、前記データ信号の各シンボルに対してそれぞれ得られる前記第1の比較結果または前記第1の比較結果に基づいて得られる第1の値を間引いて、前記第3の比較結果が得られる第1のシンボルにおける第4の比較結果または第2の値を選択し、前記第3の比較結果と前記第4の比較結果または前記第2の値とを比較することで、前記第1のオフセット値または前記第2のオフセット値によるエラーの有無を判定し、前記エラーの発生回数を出力するアイモニタ回路と、を有する受信回路が提供される。
また、1つの実施態様では、アイモニタシステムが提供される。
1つの側面では、本発明は、アイモニタ機能を有する受信回路の消費電力を抑えることができる。
第1の実施の形態の受信回路の一例を示す図である。 データ判定回路(DFE)の一例を示す図である。 データ判定回路の他の例を示す図である。 アイモニタを実行するアイモニタシステムの一例を示す図である。 制御装置によって制御される受信回路のアイモニタ動作の一例の流れを示すフローチャートである。 アイ波形の補正例を示す図である。 比較例の受信回路を示す図である。 第2の実施の形態の受信回路の一例を示す図である。 第3の実施の形態の受信回路の一例を示す図である。 PAM4のデータ信号における2ビット値の割り当て例を示す図である。 閾値の調整例を示す図である(その1)。 閾値の調整例を示す図である(その2)。 1タップDFEであるデータ判定回路で用いられる閾値の一例を示す図である。 比較回路の特性を検出する回路の一例を示す図である。 参照電圧生成回路の一例を示す図である。 第4の実施の形態の受信回路の一例を示す図である。 第5の実施の形態の受信回路の一例を示す図である。
以下、発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態の受信回路の一例を示す図である。
図1では、ハーフレート動作を行う受信回路10の例が示されている。
受信回路10は、等化回路11、CDR回路12、比較回路13、デマルチプレクサ(図1ではDMXと表記されている)14、アイモニタ回路15を有する。
等化回路11は、1シンボル当たり0または1の2値をもつデータ信号Drを受信し、データ信号Drに対して等化処理を行い、データ信号Diを出力する。等化回路11として、たとえば、CTLE(Continuous-Time Linear Equalizer)を用いることができる。なお、等化回路11の代わりにアンプを用いてもよい。その場合、アンプは、データ信号Drを増幅することでデータ信号Diを出力する。
CDR回路12は、データ判定回路12a、複数の比較回路12b1,12b2,12c1,12c2、デマルチプレクサ12d、位相検出回路12e、フィルタ12f、位相調整回路12g1,12g2、クロック生成回路12hを有する。
データ判定回路12aは、たとえば、DFE(Decision Feedback Equalizer)であり複数の比較回路を含む(図2、図3参照)。DFEは、符号間干渉(ISI:Inter-Symbol Interference)を抑制するための等化処理をするとともにデータ判定を行う。ハーフレート動作を行うため、データ判定回路12aは、2相のクロック信号CKd1,CKd2に同期したタイミングで、データ信号Diと閾値とを比較した比較結果(データ判定結果)を出力する。クロック信号CKd1,CKd2は、180°位相が異なっている。なお、1つのクロック信号の立ち上がりタイミングをクロック信号CKd1、立ち下がりタイミングをクロック信号CKd2として用いてもよい。
比較回路12b1は、クロック信号CKd1に同期したタイミングで、データ信号Diと閾値VHとを比較した比較結果を出力し、比較回路12b2は、クロック信号CKd2に同期したタイミングで、データ信号Diと閾値VHとを比較した比較結果を出力する。
比較回路12c1は、クロック信号CKd1に同期したタイミングで、データ信号Diと閾値VLとを比較した比較結果を出力し、比較回路12c2は、クロック信号CKd2に同期したタイミングで、データ信号Diと閾値VLとを比較した比較結果を出力する。
データ信号Diの電圧が−1から+1まで変化するとした場合、データ信号Diの振幅の変化の中心は0Vであり、たとえば、閾値VHは、+2/3、閾値VLは、−2/3などとする。
デマルチプレクサ12dは、データ判定回路12aが出力する2ビットの比較結果をnビットに逆多重化して出力データ信号Doとして出力する。また、デマルチプレクサ12dは、比較回路12b1,12b2が、それぞれ1ビットずつ出力する計2ビットの比較結果をnビットに逆多重化して、比較結果PHとして出力する。また、デマルチプレクサ12dは、比較回路12c1,12c2が、それぞれ1ビットずつ出力する計2ビットの比較結果をnビットに逆多重化して、比較結果PLとして出力する。nは、たとえば、デジタル回路で実現される位相検出回路12eの処理能力(図示しない動作クロック信号の周波数によって決まる)に応じて設定される。
位相検出回路12eは、デマルチプレクサ12dが出力するnビットの出力データ信号Do、比較結果PH,PLを受ける。そして、位相検出回路12eは、出力データ信号Do、比較結果PH,PLに基づいて、データ信号Diとクロック信号CKd1,CKd2との位相差検出を行う。そして、位相検出回路12eは、位相差検出の結果として位相差信号UDを出力する。
位相検出回路12eは、たとえば、MM(Mueller-Muller)型の位相検出回路である。MM型の位相検出回路では、連続する2シンボル分の比較結果PH,PLと出力データ信号Doの値に基づいて、位相差信号UDを出力する。
たとえば、データ信号Diが、連続する2シンボルで1,0と変化する場合についての位相差信号UDの出力例を説明する。データ信号Diの振幅レベルが、最初のシンボルで閾値VHよりも小さく、次のシンボルで閾値VLよりも小さい場合、クロック信号CKd1,CKd2の位相が、データ信号Diのアイパターンのアイの中央の位相に対して遅れていることが検出される。この場合、クロック信号CKd1,CKd2の位相が遅れていることを示す位相差信号UDが出力される。
一方、データ信号Diの振幅レベルが、最初のシンボルで閾値VHよりも大きく、次のシンボルで閾値VLよりも大きい場合、クロック信号CKd1,CKd2の位相が、データ信号Diのアイパターンのアイの中央の位相に対して進んでいることが検出される。この場合、クロック信号CKd1,CKd2の位相が進んでいることを示す位相差信号UDが出力される。
フィルタ12fは、位相差信号UDをフィルタリングして、調整信号を生成する。なお、フィルタ12fはデジタルフィルタに限定されず、位相差信号UDに応じて電流値を調整するチャージポンプなどを有し、調整した電流値を電圧値に変換してその電圧値を調整信号として出力するような回路であってもよい。
位相調整回路12g1は、クロック生成回路12hが出力する4つの(3つでもよい)クロック信号のうち2つを受け、フィルタ12fが出力する調整信号に基づいて位相が調整されたクロック信号CKd1,CKd2を出力する。
位相調整回路12g2は、クロック生成回路12hが出力する2つの(1つでもよい)クロック信号を受け、フィルタ12fが出力する調整信号と、オフセット値PSoffとに基づいて位相が調整された1つのクロック信号CKeを出力する。
クロック生成回路12hは、たとえば、同じ周波数の4つの(3つでもよい)クロック信号を生成して出力する。
比較回路13は、データ信号Diと、オフセット値THoffに基づいて大きさが調整される閾値THとを、クロック信号CKeに同期したタイミングで比較した比較結果を出力する。
デマルチプレクサ14は、比較回路13が出力する1ビットの比較結果をn/2ビットに逆多重化してデータ信号Eoとして出力する。
アイモニタ回路15は、データ信号Diの各シンボルに対してそれぞれ得られるデータ判定回路12aによる比較結果を間引いて、比較回路13による比較結果が得られるシンボルにおける比較結果を選択する。そしてアイモニタ回路15は、選択した比較結果と比較回路13による比較結果とを比較することで、オフセット値PSoff,THoffによるエラーの有無を判定し、エラーの発生回数であるエラー数ERRcnt[1:0]を出力する。なお、図1のアイモニタ回路15は、所定回数のエラー判定が終了した場合に、その旨を示す信号ECfinとして、1を出力する。
アイモニタ回路15は、2:1セレクタ15a、エラー検出回路15b、セレクタ15c、エラーチェック数カウンタ15d、エラー数カウンタ15eを有する。
2:1セレクタ15aは、出力データ信号Doと選択信号SELとを受け、選択信号SELに基づいて、nビットの出力データ信号Doのうち、奇数ビットまたは偶数ビットの何れかを選択してn/2ビットのデータ信号として出力する。つまり、2:1セレクタ15aは、データ判定回路12aによる比較結果を間引く機能を有する。データ判定回路12aが比較結果を出力する頻度はシンボルごとである。それに対し、比較回路13が比較結果を出力する頻度は、2シンボルに1回となるため、同じシンボルでの比較が可能なように、このような間引き機能を有する2:1セレクタ15aが用いられる。
エラー検出回路15bは、デマルチプレクサ14が出力するn/2ビットのデータ信号Eoと2:1セレクタ15aが出力するn/2ビットのデータ信号とを受ける。そして、エラー検出回路15bは、データ信号Diの同じシンボルにおけるデータ判定回路12aによる比較結果と比較回路13による比較結果とを比較して、一致しているか否かを判定する。つまり、エラー検出回路15bは、オフセット値PSoff,THoffを用いることで、データ信号Eoと出力データ信号Doとの不一致が生じるか(エラーが発生するか)否かのエラー判定を行う。また、エラー検出回路15bは、エラー判定を行うたびにエラー判定を行った旨を示す信号を出力するとともに、エラーが生じている場合には、エラーが発生したことを示す信号を出力する。
なお、エラー検出回路15bは、スタート信号STを受け、スタート信号STが0から1になると、2:1セレクタ15aが出力するデータ信号とデータ信号Eoとの位相の同期(ロック)の検出を行い、ロックの検出後に、エラー判定を開始する。
セレクタ15cは、エラー検出回路15bが出力するエラーが発生したことを示す信号を受け、あるシンボルにおいてエラーが発生したことを示す信号を、そのシンボルよりも前のシンボルにおけるデータ判定回路12aによる比較結果の値ごとに分けて、別々に出力する。この理由については後述する。図1では、データ判定回路12aをDFEとして、DFEのタップ数が1である場合に対応したセレクタ15cの例が示されている。この場合、セレクタ15cは、1ビット(1シンボル)前の出力データ信号Doの値が0か1かにより、別々にエラーが発生したことを示す信号を出力する1:2セレクタである。
なお、DFEのタップ数がn(n≧2)である場合(2シンボル以上前のシンボルによるISIの影響も考慮する場合)、セレクタ15cは、1:2nセレクタとなる。
エラーチェック数カウンタ15dは、エラー検出回路15bが出力するエラー判定を行った旨を示す信号を受けて、エラー判定を行った回数(エラーチェック数)をカウントする。さらにエラーチェック数カウンタ15dは、カウント値が、所定の値に達した場合に、信号ECfinとして1を出力する。
エラー数カウンタ15eは、セレクタ15cが出力するエラーが発生したことを示す信号を受け、1ビット前の出力データ信号Doの値が0か1かにより別々に、エラーの発生回数をカウントする。そして、エラー数カウンタ15eは、カウントした結果をエラー数ERRcnt[1:0]として出力する。
なお、データ判定回路12aがn(n≧2)タップのDFEである場合、エラー数カウンタ15eはn2種類のエラー数を出力する。
なお、オフセット値PSoff,THoff、選択信号SEL、スタート信号STは、たとえば、受信回路10の外部または内部の、図示しない制御装置から供給される。オフセット値PSoff,THoffは、たとえば、デジタルコードなどである。
図1には、データ信号Diの連続する2つのシンボルm,m+1と、オフセット値PSoff,THoffの調整例が示されている。横軸は時間を表し、縦軸は電圧を表す。波形16は、データ信号Diの全遷移を重ね合わせたものである。タイミングt1,t4,t6は、クロック信号CKeに同期したタイミングを示し、タイミングt2,t5はクロック信号CKd1に同期したタイミングを示し、タイミングt3,t7はクロック信号CKd2に同期したタイミングを示す。
たとえば、タイミングt1において、オフセット値THoffがΔTHoffだけ増加されると、比較回路13における閾値THが、閾値TH1から閾値TH2だけ増加する。
また、タイミングt4において、オフセット値THoffが最大値まで到達すると(図1の例では、閾値THが閾値VHに到達するオフセット値THoffの値)、オフセット値PSoffがΔPSoffだけ増加される。そして、オフセット値THoffは最小値(図1の例では、閾値THが閾値VLになるオフセット値THoffの値)に設定される。
なお、オフセット値THoff,PSoffの調整方法は、上記の方法に限定されない。たとえば、エラー数ERRcntに基づいて得られるBERが所定の値より大きくなったら、図示しない制御装置がオフセット値THoff,PSoffの増加を停止して、最小値に戻すようにしてもよい。
(データ判定回路(DFE)12aの例)
図2は、データ判定回路(DFE)の一例を示す図である。図2では、データ判定回路12aの一例として、ハーフレート動作に対応した、ダイレクト帰還型の1タップDFEが示されている。
データ判定回路12aは、加算回路12a1,12a2、比較回路12a3,12a4、レジスタ12a5,12a6、アンプ12a7,12a8を有する。
加算回路12a1は、データ信号Diからアンプ12a8が出力する補正値(プラスまたはマイナスの値)を差し引く。加算回路12a2は、データ信号Diからアンプ12a7が出力する補正値(プラスまたはマイナスの値)を差し引く。
比較回路12a3は、クロック信号CKd1に同期したタイミングで、加算回路12a1の出力信号と閾値VM(たとえば、0V)とを比較した比較結果(0または1)を出力する。比較回路12a4は、クロック信号CKd2に同期したタイミングで、加算回路12a2の出力信号と閾値VMとを比較した比較結果(0または1)を出力する。
レジスタ12a5は、クロック信号CKd2に同期したタイミングで、比較回路12a3が出力する値を取り込み、出力信号OUT[0]として出力する。レジスタ12a6は、クロック信号CKd1に同期したタイミングで、比較回路12a4が出力する値を取り込み、出力信号OUT[1]として出力する。
アンプ12a7は、出力信号OUT[0]に所定の等化係数(アンプ12a7のゲインに相当する)を乗じた補正値を出力する。アンプ12a8は、出力信号OUT[1]に上記等化係数(アンプ12a8のゲインに相当する)を乗じた補正値を出力する。等化係数は、1ビット前の値によるISI(Inter-Symbol Interference)の影響に応じた値である。なお、出力信号OUT[0],OUT[1]が0の場合には、補正値はマイナスの値となり、出力信号OUT[0],OUT[1]が1の場合には、補正値はプラスの値となる。
このようなデータ判定回路12aでは、出力信号OUT[0]と出力信号OUT[1]が交互に出力される。また、データ判定回路12aは、1ビット前の値(出力信号OUT[0]または出力信号OUT[1])に応じて発生する信号の劣化分を、上記補正値としてデータ信号Diから差し引くことで、信号の劣化を補正する。
ただ、ダイレクト帰還型のDFEの帰還ループには、加算回路12a1,12a2など遅延時間が大きい回路が含まれる。
そのため、図2に示すようなデータ判定回路12aの代わりに、以下に示すようなデータ判定回路を用いてもよい。
図3は、データ判定回路の他の例を示す図である。
データ判定回路12iは、ハーフレート動作に対応した、1タップ投機型(Speculative型)DFEである。
データ判定回路12iは、比較回路12i1,12i2,12i3,12i4、セレクタ12i5,12i6、レジスタ12i7,12i8を有する。
比較回路12i1は、クロック信号CKd1に同期したタイミングで、データ信号Diと閾値VM+(たとえば、0Vに上記補正値を加えた値)とを比較した比較結果(0または1)を出力する。比較回路12i2は、クロック信号CKd1に同期したタイミングで、データ信号Diと閾値VM−(たとえば、0Vから上記補正値を引いた値)とを比較した比較結果(0または1)を出力する。
比較回路12i3は、クロック信号CKd2に同期したタイミングで、データ信号Diと閾値VM+とを比較した比較結果(0または1)を出力する。比較回路12i4は、クロック信号CKd2に同期したタイミングで、データ信号Diと閾値VM−とを比較した比較結果(0または1)を出力する。
セレクタ12i5は、レジスタ12i8の出力信号OUT[1]が1の場合には、比較回路12i1における比較結果を選択して出力し、出力信号OUT[1]が0の場合には、比較回路12i2における比較結果を選択して出力する。
セレクタ12i6は、レジスタ12i7の出力信号OUT[0]が1の場合には、比較回路12i3における比較結果を選択して出力し、出力信号OUT[0]が0の場合には、比較回路12i4における比較結果を選択して出力する。
レジスタ12i7は、クロック信号CKd2に同期したタイミングで、セレクタ12i5が出力する値を取り込み、出力信号OUT[0]として出力する。レジスタ12i8は、クロック信号CKd1に同期したタイミングで、セレクタ12i6が出力する値を取り込み、出力信号OUT[1]として出力する。
このようなデータ判定回路12iでは、予めISIの影響を考慮した補正値が与えられた閾値VM+,VM−と、データ信号Diとの比較を行う比較回路12i1〜12i4での比較結果の何れかが、1ビット前の値に応じて選択され出力される。これによって、信号の劣化が補償される。データ判定回路12iではセレクタ12i5,12i6など比較的遅延時間が短い回路を用いられるため、帰還ループの遅延時間はダイレクト帰還型のDFEと比較して短くなる。
(受信回路10を用いたアイモニタ例)
以下、図1に示した受信回路10を用いたアイモニタの一例を説明する。
図4は、アイモニタを実行するアイモニタシステムの一例を示す図である。
アイモニタシステムは、受信回路10、制御装置20、表示装置20aを有する。
制御装置20は、オフセット値PSoff,THoff、選択信号SEL、スタート信号STを受信回路10に供給し、データ信号Eo、信号ECfin、エラー数ERRcnt[1:0]を受信回路10から受ける。そして、制御装置20は、図示しないメモリに記憶されているソフトウェアを実行し、オフセット値PSoff,THoffを変化させていったときの信号ECfin、エラー数ERRcnt[1:0]に基づいて、表示装置20aにアイ波形を表示させる。
制御装置20は、たとえば、コンピュータ(パーソナルコンピュータなど)であってもよいし、受信回路10と同じ基板上に設けられたプロセッサなどであってもよい。
図5は、制御装置によって制御される受信回路のアイモニタ動作の一例の流れを示すフローチャートである。
アイモニタ動作は、たとえば、受信回路10のプロトタイプが製作されたときの動作検証時、受信回路10の出荷試験時、または、受信回路10を含む送受信システムにおける動作検証時などに行われる。
まず、制御装置20による制御のもと、比較回路13にオフセット値THoffが設定される。また、位相調整回路12g2にオフセット値PSoffが設定される(ステップS1)。また、2:1セレクタ15aの選択信号SELが設定され(ステップS2)、エラー検出回路15bに対するスタート信号STが1に設定される(ステップS3)。
スタート信号STが1に設定されると、エラー検出回路15bは、2:1セレクタ15aが出力するデータ信号とデータ信号Eoとの位相の同期(ロック)の検出を行い(ステップS4)、ロックの検出後に、エラー判定を開始する(ステップS5)。また、ステップS5の処理では、エラーチェック数カウンタ15dは、エラー検出回路15bが出力するエラー判定を行った旨を示す信号を受けて、エラー判定を行った回数(エラーチェック数)のカウントを開始する。また、エラー数カウンタ15eは、セレクタ15cが出力するエラーが発生したことを示す信号を受け、1ビット前の出力データ信号Doの値が0か1かにより別々に、エラーの発生回数をカウントする。
エラーチェック数カウンタ15dは、エラーチェック数(カウント値)が所定の値Nthに達したか否かを判定し(ステップS6)、エラーチェック数が値Nthに達していない場合には、ステップS6の処理を繰り返す。エラーチェック数カウンタ15dは、エラーチェック数が、値Nthに達した場合に、信号ECfinとして1を出力する(ステップS7)。
信号ECfinが1になると、制御装置20による制御のもと、スタート信号STが0に設定される(ステップS8)。これにより、エラー検出回路15bは、エラー判定を停止する。
その後、オフセット値THoff,PSoffがともに最大値でなければ(ステップS9:NO)、オフセット値THoffまたはオフセット値PSoffがインクリメントされ(ステップS10)、ステップS1からの処理が繰り返される。
オフセット値THoff,PSoffがともに最大値の場合には(ステップS9:YES)、受信回路10のアイモニタ動作が終了する。
制御装置20は、たとえば、オフセット値THoff,PSoffの値の各組み合わせにおいて、信号ECfinが1になったときのエラー数ERRcnt[1:0]に基づいて、表示装置20aにアイ波形を表示させる。
たとえば、データ信号Diのあるシンボルにおいて、データ判定回路12aが出力する判定結果が1のとき、オフセット値THoffが大きくなると閾値THが大きくなり、データ信号Diの振幅レベルを超える場合がある。その場合、比較回路13が出力する判定結果が0に反転する。これによりエラー検出回路15bにおいて、エラーが検出される。
オフセット値THoffが大きくなると、このようなエラーが多く検出されるようになる。また、オフセット値THoffが小さくなると、閾値THがデータ信号Diの値が0のときの振幅レベルを下回る場合が多くなり、エラーが多く検出されるようになる。このため、制御装置20は、エラー数ERRcnt[1:0]の増加からデータ信号Diの振幅レベル、つまり、アイ波形のアイの高さを見積もることができる。
オフセット値PSoffが大きくなっても(またはマイナス方向に大きくなっても)同様にエラー数ERRcnt[1:0]が増加する。たとえば、オフセット値PSoffが大きくなり、サンプリングタイミングが、アイの境界を越えてしまうと、エラー数ERRcntが増加する。これによりアイ波形のアイの幅を見積もることができる。
また、制御装置20は、図2または図3に示したようなデータ判定回路12a,12iにおいて用いられる補正値に基づいてアイ波形を補正し、データ判定回路12a,12iによる等化処理後のアイ波形を再現することができる。
図6は、アイ波形の補正例を示す図である。図6において、横軸は時間を表し、縦軸は電圧を表す。
アイ波形25は、1ビット前の出力データ信号Doの値が1のときのエラーの発生回数に基づいて得られる。アイ波形26は、1ビット前の出力データ信号Doの値が0のときのエラーの発生回数に基づいて得られる。
制御装置20は、アイ波形25に対して、データ判定回路12a,12iで用いられる補正値C1を差し引くことで、アイ波形25aを得る。また、制御装置20は、アイ波形26に対して、データ判定回路12a,12iで用いられる補正値C1を加えることで、アイ波形26aを得る。なお、制御装置20は、予め補正値C1を保持している。
そして、制御装置20は、アイ波形25a,26aを、表示装置20aに重ねて表示させることで、等価的に、データ判定回路12a,12iによる等化処理後のアイ波形を、たとえばユーザに提示することができる。
以上のような第1の実施の形態の受信回路10を用いることで、上記のようなアイモニタ機能を実現できるとともに、データ判定回路12aと同様の回路を設ける代わりに、1つの比較回路13を設ければよいため、消費電力を抑えられる。
なお、たとえば、比較回路13の代わりにデータ判定回路12aと同じ回路を用いた場合、以下に示すような受信回路が得られる。
(比較例の受信回路)
図7は、比較例の受信回路を示す図である。図7において、図1に示した要素と同じ要素については同一符号が付されている。
受信回路30では、図1に示した比較回路13の代わりに、DFE32が設けられている。DFE32は、図2に示したようなデータ判定回路12aまたは図3に示したようなデータ判定回路12iと同様の回路である。受信回路30では、DFE32がデータ信号Diと比較する閾値がオフセット値THoffにより調整される。DFE32は、ハーフレート動作するため、位相が180°異なる2相のクロック信号CKe1,CKe2に同期したタイミングで、データ信号Diと閾値との比較結果を出力する。
このため、クロック生成回路31bは、4つのクロック信号を出力し、位相調整回路31cは、そのうち2つのクロック信号の位相を調整して、クロック信号CKe1,CKe2を出力する。
DFE32が出力する2ビットの比較結果は、CDR回路31のデマルチプレクサ31aでnビットに逆多重化され、データ信号Eoとして出力される。また、データ信号Eoは、アイモニタ回路33のエラー検出回路33aに供給される。
エラー検出回路33aは、データ信号Eoと出力データ信号Doに基づいてエラー判定を行い、エラー数カウンタ33cは、エラー数をカウントして、エラー数ERRcntとして出力する。また、エラーチェック数カウンタ33bは、エラー判定回数が所定の値に達すると、信号ECfinとして1を出力する。
図1に示した受信回路10では、上記のような複数の比較回路を含むDFE32の代わりに、1つの比較回路13を用いてアイモニタ機能を実現するため、消費電力を抑制することができる。また、受信回路30では、各シンボルにおいてエラー判定が行われるため、2つのクロック信号CKe1,CKe2が用いられる。これに対して、受信回路10では、2シンボルに1回、エラー判定が行われるため、1つのクロック信号CKeでアイモニタ機能が実現でき、消費電力を抑制できる。
なお、上記の例では、ハーフレート動作を行う受信回路10を説明したが、これに限定されない。たとえば、受信回路10を、クォーターレート動作を行う受信回路に拡張する場合には、適宜回路数が増加される。たとえば、データ判定回路12aは4相のクロック信号に同期したタイミングで4ビットの比較結果を出力する回路となる。その場合、比較回路13の代わりに、たとえば、2相のクロック信号に同期したタイミングで閾値THとデータ信号Diとを比較する2つの比較回路が設けられていてもよい。なお、その場合、エラー検出回路15bに供給される、2つの比較回路による比較結果と、データ判定回路12aによる比較結果とが、同じシンボルについてのものになるように、2:1セレクタ15aで選択が行われる。
(第2の実施の形態)
図1の例では、エラー検出回路15bは、出力データ信号Doを正しいものとしてエラー判定を行うが、出力データ信号Doに基づいて得られる期待値と、データ信号Eoとを比較してエラー判定を行うようにしてもよい。
図8は、第2の実施の形態の受信回路の一例を示す図である。図8において、図1に示した要素と同じ要素については同一符号が付されている。
第2の実施の形態の受信回路40において、アイモニタ回路41は、期待値生成回路41aを含んでいる。
期待値生成回路41aは、データ判定回路12aが出力する比較結果の期待値を出力する。期待値は、0と1を繰り返す0101などのデータパターンの値や、たとえば、PRBS(Pseudo-random bit sequence)などの予測可能なデータパターンの値である。期待値としてそのようなデータパターンの値を用いる場合、アイモニタ機能が実行される際に、受信回路40にはそのテストパターンがデータ信号Drとして供給される。期待値生成回路41aは、一度、上記のようなデータパターンをシードとして受けると(たとえば、初期動作時)、その後は、そのデータパターンに従って期待値を推定する。これにより、出力データ信号Doにエラーが生じていても、正しい値を出力し続けることができる。
2:1セレクタ15aやエラー検出回路15bでは、出力データ信号Doの代わりに期待値が用いられ、第1の実施の形態の受信回路10と同様の動作が行われる。
受信回路40のその他の動作も、図1に示した受信回路10と同様であり、受信回路40でも受信回路10と同様の効果が得られる。
(第3の実施の形態)
図9は、第3の実施の形態の受信回路の一例を示す図である。
図9では、1シンボル当たり4値をもつPAM4(Pulse Amplitude Modulation 4)のデータ信号Draを受信し、ハーフレート動作を行う受信回路50の例が示されている。
受信回路50は、等化回路51、CDR回路52、比較回路53、デマルチプレクサ(図9ではDMXと表記されている)54、アイモニタ回路55を有する。
等化回路51は、PAM4のデータ信号Draを受信し、データ信号Draに対して等化処理を行い、データ信号Diaを出力する。等化回路51として、たとえば、CTLEを用いることができる。なお、等化回路51の代わりにアンプを用いてもよい。その場合、アンプは、データ信号Draを増幅することでデータ信号Diaを出力する。
PAM4では、3つの閾値で区切られた4つの電位レベルのそれぞれに2ビット値が対応付けられる。
図10は、PAM4のデータ信号における2ビット値の割り当て例を示す図である。横軸は時間を表し、縦軸は電圧を表す。波形56は、データ信号Diaの全遷移を重ね合わせたものである。
図10に示すように、閾値V1,V2,V3で区切られた4つの電位レベルのそれぞれに2ビット値が対応付けられている。図10の例では、4つの電位レベルのうち、一番低い電位レベルには、“00”、次に低い電位レベルには、“01”、2番目に高い電位レベルには、“10”、一番高い電位レベルには、“11”が割り当てられている。なお、2ビット値の割り当ては、上記に限定されるものではない。電位レベルの低い順に“00”,“01”,“11”,“10”などと、グレイコードを用いて2ビット値が割り当てられていてもよい。
以下では、各2ビット値を、電位レベルの低い順に、10進数で、0、1、2、3と呼ぶ。
閾値V1,V2,V3のうち中心の閾値V2は、データ信号Diaの振幅の変化の中心であり、たとえば、0Vである。また、データ信号Diaの電圧が−1から+1まで変化するとした場合、閾値V3は、+2/3、閾値V1は、−2/3などとする。つまり、閾値V1と閾値V2との差分(電圧差)と、閾値V2と閾値V3との差分は等しい。
CDR回路52は、PAM4用のデータ判定回路52a、比較回路52b1,52b2,52c1,52c2,52d1,52d2,52e1,52e2を有する。さらにCDR回路52は、デマルチプレクサ52f、位相検出回路52g、フィルタ52h、位相調整回路52i1,52i2、クロック生成回路52jを有する。
データ判定回路52aは、たとえば、データ信号Diaと上記3つの閾値V1〜V3とを比較する複数の比較回路を含み、閾値V1〜V3のそれぞれとデータ信号Diaとの比較結果(データ判定結果)を出力する。データ判定回路52aは、ハーフレート動作を行うため、クロック信号CKd1,CKd2に同期したタイミングで比較処理を行い、3×2=6ビット(1シンボル当たり3ビット)の比較結果を出力する。
なお、データ判定回路52aは、前述したダイレクト帰還型のDFE、または、投機型のDFEの機能を有していてもよい。
比較回路52b1は、クロック信号CKd1に同期したタイミングで、データ信号Diaと閾値VHHとを比較した比較結果を出力する。比較回路52b2は、クロック信号CKd2に同期したタイミングで、データ信号Diaと閾値VHHとを比較した比較結果を出力する。
比較回路52c1は、クロック信号CKd1に同期したタイミングで、データ信号Diaと閾値VHLとを比較した比較結果を出力する。比較回路52c2は、クロック信号CKd2に同期したタイミングで、データ信号Diaと閾値VHLとを比較した比較結果を出力する。
比較回路52d1は、クロック信号CKd1に同期したタイミングで、データ信号Diaと閾値VLHとを比較した比較結果を出力する。比較回路52d2は、クロック信号CKd2に同期したタイミングで、データ信号Diaと閾値VLHとを比較した比較結果を出力する。
比較回路52e1は、クロック信号CKd1に同期したタイミングで、データ信号Diaと閾値VLLとを比較した比較結果を出力する。比較回路52e2は、クロック信号CKd2に同期したタイミングで、データ信号Diaと閾値VLLとを比較した比較結果を出力する。
データ信号Diaの電圧が−1から+1まで変化するとした場合、たとえば、閾値VHHは、+1、閾値VHLは、+3/9、閾値VLHは、−3/9、閾値VLLは、−1などとする。
デマルチプレクサ52fは、データ判定回路52aが出力する6ビットの比較結果を3nビットに逆多重化して出力データ信号Doaとして出力する。また、デマルチプレクサ52fは、比較回路52b1,52b2が、それぞれ1ビットずつ出力する計2ビットの比較結果をnビットに逆多重化して、比較結果PHHとして出力する。さらに、デマルチプレクサ52fは、比較回路52c1,52c2が、それぞれ1ビットずつ出力する計2ビットの比較結果をnビットに逆多重化して、比較結果PHLとして出力する。また、デマルチプレクサ52fは、比較回路52d1,52d2が、それぞれ1ビットずつ出力する計2ビットの比較結果をnビットに逆多重化して、比較結果PLHとして出力する。さらに、デマルチプレクサ52fは、比較回路52e1,52e2が、それぞれ1ビットずつ出力する計2ビットの比較結果をnビットに逆多重化して、比較結果PLLとして出力する。nは、たとえば、デジタル回路で実現される位相検出回路52gの処理能力(図示しない動作クロック信号の周波数によって決まる)に応じて設定される。
位相検出回路52gは、デマルチプレクサ52fが出力する3nビットの出力データ信号Doa、比較結果PHH,PHL,PLH,PLLを受ける。そして、位相検出回路52gは、出力データ信号Doa、比較結果PHH,PHL,PLH,PLLに基づいて、データ信号Diaとクロック信号CKd1,CKd2との位相差検出を行う。そして、位相検出回路52gは、位相差検出の結果として位相差信号UDを出力する。
第1の実施の形態の受信回路10の位相検出回路12eと同様に、位相検出回路52gも、たとえば、MM型の位相検出回路で実現できる。PAM4のデータ信号Diaを扱うMM型の位相検出回路は、連続する2シンボル分の比較結果PHH,PHL,PLH,PLLと出力データ信号Doaの値に基づいて、位相差信号UDを出力する。
フィルタ52hは、位相差信号UDをフィルタリングして、調整信号を生成する。なお、フィルタ52hはデジタルフィルタに限定されず、位相差信号UDに応じて電流値を調整するチャージポンプなどを有し、調整した電流値を電圧値に変換してその電圧値を調整信号として出力するような回路であってもよい。
位相調整回路52i1は、クロック生成回路52jが出力する4つの(3つでもよい)クロック信号のうち2つを受け、フィルタ52hが出力する調整信号に基づいて位相が調整されたクロック信号CKd1,CKd2を出力する。
位相調整回路52i2は、クロック生成回路52jが出力する2つの(1つでもよい)クロック信号を受け、フィルタ52hが出力する調整信号と、オフセット値PSoffとに基づいて位相が調整された1つのクロック信号CKeを出力する。オフセット値PSoffは、たとえば、図示しない制御装置から供給される。
クロック生成回路52jは、たとえば、同じ周波数の4つの(3つでもよい)クロック信号を生成して出力する。
比較回路53は、データ信号Diaと、オフセット値THoffに基づいて大きさが調整される閾値THとを、クロック信号CKeに同期したタイミングで比較した比較結果を出力する。オフセット値THoffは、たとえば、図示しない制御装置から供給される。
デマルチプレクサ54は、比較回路53が出力する1ビットの比較結果をn/2ビットに逆多重化してデータ信号Eoaとして出力する。
アイモニタ回路55は、データ信号Diaの各シンボルに対してそれぞれ得られるデータ判定回路52aによる比較結果を間引いて、比較回路53による比較結果が得られるシンボルにおける比較結果を選択する。そしてアイモニタ回路55は、選択した比較結果と比較回路53による比較結果とを比較することで、オフセット値PSoff,THoffによるエラーの有無を判定し、エラーの発生回数であるエラー数ERRcnt[3:0]を出力する。また、アイモニタ回路55は、所定回数のエラー判定が終了した場合に、その旨を示す信号ECfinとして、1を出力する。
アイモニタ回路55は、6:1セレクタ55a、エラー検出回路55b、セレクタ55c、エラーチェック数カウンタ55d、エラー数カウンタ55eを有する。
6:1セレクタ55aは、出力データ信号Doaと選択信号SELとを受ける。6:1セレクタ55aは、選択信号SELに基づいて、データ信号Diaの奇数または偶数シンボルの一方に対してデータ判定回路52aが出力する1シンボル当たり3ビットの比較結果のうち1ビットを、出力データ信号Doaから選択する。これによって、6:1セレクタ55aから、n/2ビットのデータ信号が出力される。つまり、6:1セレクタ55aは、データ判定回路52aによる比較結果を間引く機能を有する。データ判定回路52aが比較結果を出力する頻度はシンボルごとである。それに対し、比較回路53が比較結果を出力する頻度は、2シンボルに1回となる。また、データ判定回路52aが1シンボル当たり3ビットの比較結果を出力するのに対して、比較回路53は、1シンボル当たり1ビットの比較結果を出力する。このため、同じシンボルで、対応するビットの値の比較が可能なように、このような間引き機能を有する6:1セレクタ55aが用いられる。
なお、選択信号SELは、たとえば、図示しない制御装置から供給される。制御装置は、たとえば、オフセット値THoffの大きさ(すなわち閾値THの電位レベル)に応じて、異なる選択信号SELを6:1セレクタ55aに供給する。
オフセット値THoffの大きさに応じてどのような選択信号SELを出力するか決定するにあたって、制御装置は、予め、たとえば、以下のような検出を行う。
たとえば、制御装置は、受信回路50に対して、値が0で固定としたデータ信号Draを供給する。そして、制御装置は、オフセット値THoffを変化させて、比較回路53の比較結果が反転するオフセット値THoffを検出する。検出されたオフセット値THoffで調整された閾値THが、0の振幅レベル(DCレベル)となる。なお、このような検出が行われる場合、制御装置には、比較回路53の出力端子が接続される入力端子が設けられることになる。
同様に、制御装置は、受信回路50に対して、値が1,2,3で固定としたデータ信号Draを供給して、オフセット値THoffを変化させて、比較回路53の比較結果が反転するオフセット値THoffを検出する。検出された各オフセット値THoffで調整された閾値THが、1,2,3の振幅レベル(DCレベル)となる。
そして、制御装置は、受信回路50を用いたアイモニタ動作時に、オフセット値THoffの大きさに基づいて、たとえば、以下のような選択信号SELを6:1セレクタ55aに供給する。
オフセット値THoffが閾値THを、0のDCレベルから1のDCレベルの間に調整する値である場合、制御装置は、たとえば、データ信号Diaと閾値V3との比較結果を示すビットを選択させる旨の選択信号SELを、6:1セレクタ55aに供給する。オフセット値THoffが閾値THを、1のDCレベルから2のDCレベルの間に調整する値である場合、制御装置は、たとえば、データ信号Diaと閾値V2との比較結果を示すビットを選択させる旨の選択信号SELを、6:1セレクタ55aに供給する。オフセット値THoffが閾値THを、2のDCレベルから3のDCレベルの間に調整する値である場合、制御装置は、たとえば、データ信号Diaと閾値V1との比較結果を示すビットを選択させる旨の選択信号SELを、6:1セレクタ55aに供給する。
エラー検出回路55bは、デマルチプレクサ54が出力するn/2ビットのデータ信号Eoaと、上記の6:1セレクタ55aの機能によって、データ信号Eoaの各ビットに対応するビットを有するn/2ビットのデータ信号とを受ける。そして、エラー検出回路55bは、データ信号Eoaの各ビットの値と、その各ビットに対応した、6:1セレクタ55aが出力するデータ信号のビットの値とを比較し、一致しているか否かを判定する。
つまり、エラー検出回路55bは、オフセット値PSoff,THoffを用いることで、データ信号Eoaと出力データ信号Doaとの不一致が生じるか(エラーが発生するか)否かのエラー判定を行う。また、エラー検出回路55bは、エラー判定を行うたびにエラー判定を行った旨を示す信号を出力するとともに、エラーが生じている場合には、エラーが発生したことを示す信号を出力する。
なお、エラー検出回路55bは、スタート信号STを受け、スタート信号STが0から1になると、6:1セレクタ55aが出力するデータ信号とデータ信号Eoaとの位相の同期(ロック)の検出を行い、ロックの検出後に、エラー判定を開始する。スタート信号STは、たとえば、図示しない制御装置から供給される。
セレクタ55cは、エラー検出回路55bが出力するエラーが発生したことを示す信号を受ける。そしてセレクタ55cは、あるシンボルにおいてエラーが発生したことを示す信号を、そのシンボルよりも前のシンボルにおけるデータ判定回路52aによる比較結果の値ごとに分けて、別々に出力する。図9では、データ判定回路52aをDFEとして、DFEのタップ数が1である場合に対応したセレクタ55cの例が示されている。この場合、セレクタ55cは、1シンボル前の出力データ信号Doaの値が0〜3の何れかにより、別々にエラーが発生したことを示す信号を出力する1:4セレクタである。
エラーチェック数カウンタ55dは、エラー検出回路55bが出力するエラー判定を行った旨を示す信号を受けて、エラー判定を行った回数(エラーチェック数)をカウントする。さらにエラーチェック数カウンタ55dは、カウント値が、所定の値に達した場合に、信号ECfinとして1を出力する。
エラー数カウンタ55eは、セレクタ55cが出力するエラーが発生したことを示す信号を受け、1シンボル前の出力データ信号Doaの値が0〜3の何れかにより別々に、エラーの発生回数をカウントする。そして、エラー数カウンタ55eは、カウントした結果をエラー数ERRcnt[3:0]として出力する。
なお、DFEのタップ数がn(n≧2)である場合(2シンボル以上前のシンボルによるISIの影響も考慮する場合)、セレクタ55cは、1:4nセレクタとなり、エラー数カウンタ55eが出力するエラー数も4n種類となる。
図11、図12は、閾値の調整例を示す図である。
図11、図12には、データ信号Diaの連続する2つのシンボルm,m+1におけるオフセット値PSoff,THoffの調整例が示されている。横軸は時間を表し、縦軸は電圧を表す。波形56は、データ信号Diaの全遷移を示したものである。タイミングt10,t13,t15は、クロック信号CKeに同期したタイミングを示し、タイミングt11,t14はクロック信号CKd1に同期したタイミングを示し、タイミングt12,t16はクロック信号CKd2に同期したタイミングを示す。
たとえば、タイミングt10において、オフセット値THoffがΔTHoff1だけ増加されると、比較回路53における閾値THが、閾値TH3から閾値TH4だけ増加する。
また、タイミングt13において、オフセット値THoffが最大値まで到達すると(図12の例では、閾値THが閾値VHHに到達するオフセット値THoffの値)、オフセット値PSoffがΔPSoff1だけ増加される。そして、オフセット値THoffは最小値(図12の例では、閾値THが閾値VLLになるオフセット値THoffの値)に設定される。
なお、前述のように、閾値THの電位レベルに基づいて、選択信号SELが変わる。たとえば、閾値THが、閾値TH3,TH4の電位レベルである場合には、閾値V1とデータ信号Diaとの比較結果を示すビットを選択させる選択信号SELが、6:1セレクタ55aに供給される。
(受信回路50を用いたアイモニタ例)
第1の実施の形態の受信回路10を用いた場合と同様に、第3の実施の形態の受信回路50を用いた場合も、図4に示したような制御装置20や表示装置20aを含むシステムにより、アイモニタが実現される。制御装置20によって制御される受信回路50のアイモニタ動作の流れも、たとえば、図5に示したフローチャートと同じである。
また、データ判定回路52aがダイレクト型DFEまたは投機型DFEである場合、制御装置20は、データ判定回路52aで用いられる補正値に基づいてアイ波形を補正し、データ判定回路52aによる等化処理後のアイ波形を再現することができる。
データ判定回路52aが1タップのDFEで、PAM4のデータ信号Diaの等化処理を行う場合、1シンボル前の値が0〜3の何れかによって、4つの補正値が用いられる。
図13は、1タップDFEであるデータ判定回路で用いられる閾値の一例を示す図である。図13において、横軸は時間を表し、縦軸は電圧を表す。
閾値V10,V11,V12,V13は、閾値V1が、4つの補正値で調整された値である。閾値V20,V21,V22,V23は、閾値V2が、4つの補正値で調整された値である。閾値V30,V31,V32,V33は、閾値V3が、4つの補正値で調整された値である。
データ判定回路52aが1タップ投機型DFEである場合、シンボルmにおけるデータ判定結果に応じて、データ判定回路52aは、シンボルm+1のデータ信号Diaに対して、以下のような比較結果を出力する。シンボルmにおけるデータ判定結果が0である場合、データ判定回路52aは、閾値V10,V20,V30と、シンボルm+1におけるデータ信号Diaとの比較結果を出力する。シンボルmにおけるデータ判定結果が1である場合、データ判定回路52aは、閾値V11,V21,V31と、シンボルm+1におけるデータ信号Diaとの比較結果を出力する。シンボルmにおけるデータ判定結果が2である場合、データ判定回路52aは、閾値V12,V22,V32と、シンボルm+1におけるデータ信号Diaとの比較結果を出力する。シンボルmにおけるデータ判定結果が3である場合、データ判定回路52aは、閾値V13,V23,V33と、シンボルm+1におけるデータ信号Diaとの比較結果を出力する。
なお、データ判定回路52aがダイレクト帰還型の1タップDFEである場合、シンボルm+1におけるデータ信号Diaに、シンボルmでのデータ判定結果に応じた4つの補正値の何れかが加えられることになる。そして、補正値が加えられたデータ信号Diaと、閾値V1〜V3との比較結果が出力される。これは、図13に示したような閾値V10〜V33のうち、4つの補正値の何れか1つに基づいて調整された3つと、シンボルm+1におけるデータ信号Diaとの比較結果を出力することに相当する。なお、DFEのタップ数が増えると、補正値が増え、それに応じて閾値の数も多くなる。
制御装置20は、受信回路50が出力するエラー数ERRcnt[3:0]に基づいてアイ波形を得る際、上記のような補正値に基づいて、アイ波形を補正する。これにより、等価的に、データ判定回路52aによる等化処理後のアイ波形を、たとえばユーザに提示することができる。
なお、オフセット値THoffを線形に増加させたとき、比較回路53の特性によっては、閾値THの増加が非線形になる場合がある。このような場合、以下のような回路を追加することで、比較回路53の特性を検出できる。
図14は、比較回路の特性を検出する回路の一例を示す図である。
図14に示されている回路では、比較回路53と同じ特性をもつ比較回路53aに対して、参照電圧生成回路57が生成する参照電圧Vrefが供給されている。
参照電圧生成回路57は、たとえば、制御装置20から供給される設定信号Vrsetに基づく大きさの参照電圧Vrefを出力する。
図15は、参照電圧生成回路の一例を示す図である。
参照電圧生成回路57は、電源VDDとグランドGNDの間に直列に接続された可変抵抗57a,57bを有する。可変抵抗57a,57bの間のノードから参照電圧Vrefが出力される。
図示を省略しているが、可変抵抗57a,57bのそれぞれは、たとえば、スイッチ付きの抵抗素子が複数並列に接続された素子であり、オンにするスイッチ数を設定信号Vrsetに基づいて変えることで、参照電圧Vrefの大きさを変えることができる。
比較回路53aの特性検出時、制御装置20は、オフセット値THoffを変えていったときの、比較回路53aによる比較結果(出力信号Out)を検出する。制御装置20がオフセット値THoffを大きくしていったとき、出力信号Outが0から1に変化した点が、参照電圧Vrefと閾値THとの交点となる。制御装置20は、設定信号Vrsetにより、参照電圧Vrefを線形に変化させていき、参照電圧Vrefを変化させるごとに、オフセット値THoffを上記のように変え、上記のような交点を検出する。これにより、比較回路53aの非線形性を求めることが可能である。なぜなら、参照電圧Vrefが線形に変化するため、交点における閾値THは非線形に変化するためである。
制御装置20は、このような比較回路53aの非線形性を考慮してアイ波形を補正するようにしてもよい。たとえば、制御装置20がオフセット値THoffを線形に増加させたとき、閾値THが非線形に増加する場合、エラー数が増加しやすくなりアイ波形のアイが狭くなる可能性がある。そのため、たとえば、制御装置20は、アイモニタ回路55が出力するエラー数ERRcnt[3:0]を受けると、その数を、比較回路53aの非線形性の度合いに応じて減らしてアイ波形を補正する。
なお、比較回路53aとして、受信回路50の比較回路53を用いてもよい。その場合、比較回路53の特性を検出するときに、比較回路53と、参照電圧生成回路57とを接続するスイッチが設けられることになる。
また、このような比較回路53の特性に応じたアイ波形の補正を、第1の実施の形態の受信回路10を用いた場合についても同様に行うことができる。
以上のような第3の実施の形態の受信回路50を用いることで、上記のようなアイモニタ機能を実現できる。また、データ判定回路52aと同様の回路を設ける代わりに、1つの比較回路53を設ければよいため、消費電力を抑えられる。また、受信回路50では、2シンボルに1回、エラー判定が行われるため、1つのクロック信号CKeでアイモニタ機能が実現でき、消費電力を抑制できる。
なお、上記の例では、ハーフレート動作を行う受信回路50を説明したが、これに限定されない。たとえば、フルレート動作を行う受信回路を実現する場合、データ判定回路52aは、3ビットを出力する回路となり、閾値VLL〜VHHとデータ信号Diaとを比較する比較回路はそれぞれ1つとなる。また、6:1セレクタ55aの代わりに、3:1セレクタが用いられることになる。
また、受信回路50を、クォーターレート動作を行う受信回路に拡張する場合には、逆に適宜比較回路などが追加されることになる。
また、1つの比較回路53の代わりに複数の比較回路を設けてもよい。たとえば、閾値V1,V2,V3のうち、何れか2つに対応した2つの閾値と、データ信号Diaとを比較する2つの比較回路を設けてもよい。たとえば、その場合、2つの閾値はオフセット値THoffによって同時に調整される。また、6:1セレクタ55aは、3:1セレクタとすればよい。
(第4の実施の形態)
図16は、第4の実施の形態の受信回路の一例を示す図である。図16において、図9に示した受信回路50と同じ要素については同一符号が付されている。
第4の実施の形態の受信回路60において、CDR回路61のデータ判定回路61aは、デコーダ61a1を有する。デコーダ61a1は、3つの閾値とデータ信号Diaとを比較した比較結果に基づいて、PAM4の4値をデコードする。たとえば、デコーダ61a1は、データ信号Diaが閾値V1よりも大きく、閾値V2より小さい場合、デコード結果として“01”を出力する。受信回路60は、ハーフレート動作を行うため、データ判定回路61aは、2シンボル分のデコード結果、すなわち4ビットの値を出力する。
CDR回路61のデマルチプレクサ61bは、nビットの比較結果PHH,PHL,PLH,PLLを出力するとともに、データ判定回路61aが出力する4ビットの比較結果を2nビットに逆多重化して出力データ信号Dobとして出力する。
アイモニタ回路62の期待値生成回路62aは、出力データ信号Dobに基づいて2nビットの期待値を出力する。期待値は、0と1を繰り返す0101などのデータパターンの値や、たとえば、PRBSなどの予測可能なデータパターンの値である。期待値としてそのようなデータパターンの値を用いる場合、アイモニタ機能が実行される際に、受信回路60にはそのテストパターンがデータ信号Draとして供給される。期待値生成回路62aは、一度、上記のようなデータパターンをシードとして受けると(たとえば、初期動作時)、その後は、期待値を推定し、出力データ信号Dobにエラーが生じていても、正しい値を出力し続けることができる。
4:1セレクタ62bは、2nビットの期待値と選択信号SELとを受ける。4:1セレクタ62bは、選択信号SELに基づいて、データ信号Diaの奇数または偶数シンボルの一方に対してデータ判定回路61aが出力する1シンボル当たり2ビットのデコード結果のうち1ビットを、期待値から選択する。これによって、4:1セレクタ62bから、n/2ビットのデータ信号が出力される。
図10に示したように4つの電位レベルのそれぞれに2ビット値が対応付けられている場合、閾値THの大きさに応じて選択信号SELは、たとえば、以下のように変わる。閾値THが0のDCレベルと1のDCレベルの間の大きさである場合、選択信号SELは、1シンボル当たり2ビットのデコード結果のうち、最下位ビットを4:1セレクタ62bに選択させる信号となる。また、閾値THが1のDCレベルと2のDCレベルの間の大きさである場合、選択信号SELは、1シンボル当たり2ビットのデコード結果のうち、最上位ビットを4:1セレクタ62bに選択させる信号となる。閾値THが2のDCレベルと3のDCレベルの間の大きさである場合、選択信号SELは、1シンボル当たり2ビットのデコード結果のうち、最下位ビットを4:1セレクタ62bに選択させる信号となる。
受信回路60のその他の動作は、図9に示した受信回路50と同様であり、受信回路60でも受信回路50と同様の効果が得られる。さらに、受信回路60では、データ判定回路61aの出力信号(デコード結果)のビット数が少なくなるので、デマルチプレクサ61bや、位相検出回路52gの回路構成を簡素化できる。
なお、セレクタ55cは、期待値生成回路62aで生成された1シンボル前の期待値ごとに分けてエラーの発生を示す信号を出力してもよい。
また、期待値生成回路62aはなくてもよく、出力データ信号Dob(デコード結果)が、4:1セレクタ62bに供給されるようにしてもよい。
(第5の実施の形態)
図17は、第5の実施の形態の受信回路の一例を示す図である。図17において、図16に示した受信回路60と同じ要素については同一符号が付されている。
第5の実施の形態の受信回路70のCDR回路71には、第4の実施の形態の受信回路60のCDR回路61のクロック生成回路52jと位相調整回路52i1の代わりに、VCO(Voltage Controlled Oscillator)71aが設けられている。さらに、CDR回路71は、分周回路71b、位相調整回路71cを有する。
VCO71aは、フィルタ52hが出力する調整信号に基づいて位相が調整されたクロック信号CKd1,CKd2を出力する。つまり、VCO71aは、第4の実施の形態の受信回路60のCDR回路61のクロック生成回路52jと位相調整回路52i1の機能を有している。
分周回路71bは、クロック信号CKd1,CKd2を半分の周波数に分周し、4相のクロック信号を出力する。
位相調整回路71cは、4相のクロック信号のうち1つのクロック信号の位相をオフセット値PSoffに基づいて調整して、クロック信号CKe1として比較回路53に供給する。
デマルチプレクサ72は、比較回路53が出力する1ビットの比較結果をn/4ビットに逆多重化してデータ信号Eobとして出力する。
アイモニタ回路73において8:1セレクタ73aは、2nビットの期待値と選択信号SELとを受ける。8:1セレクタ73aは、選択信号SELに基づいて、データ信号Diaの連続する4シンボルの何れか1つのシンボルに対してデータ判定回路61aが出力する1シンボル当たり2ビットのデコード結果のうち1ビットを、期待値から選択する。これによって、8:1セレクタ73aから、n/4ビットのデータ信号が出力される。
エラー検出回路73bは、デマルチプレクサ72が出力するn/4ビットのデータ信号Eobと、上記の8:1セレクタ73aの機能によって、データ信号Eobの各ビットに対応するビットを有するn/4ビットのデータ信号とを受ける。そして、エラー検出回路73bは、データ信号Eobの各ビットの値と、その各ビットに対応した、8:1セレクタ73aが出力するデータ信号のビットの値とが一致しているか否かを判定する。
つまり、エラー検出回路73bは、オフセット値PSoff,THoffを用いることで、データ信号Eobと出力データ信号Dobとの不一致が生じるか(エラーが発生するか)否かのエラー判定を行う。また、エラー検出回路73bは、エラー判定を行うたびにエラー判定を行った旨を示す信号を出力するとともに、エラーが生じている場合には、エラーが発生したことを示す信号を出力する。
なお、エラー検出回路73bは、スタート信号STを受け、スタート信号STが0から1になると、8:1セレクタ73aが出力するデータ信号とデータ信号Eobとの位相の同期(ロック)の検出を行い、ロックの検出後に、エラー判定を開始する。
受信回路70のその他の動作は、図9に示した受信回路50と同様である。受信回路70において比較回路53では、4シンボル当たり1回のデータ判定を行うため、受信回路50と比べて、データ判定が行われる頻度が下がり、さらに消費電力を削減できる。
なお、上記では、分周回路71bは、クロック信号CKd1,CKd2を半分の周波数に分周するものとしたが、これに限定されず、1/4の周波数に分周するようにしてもよい。その場合、8:1セレクタ73aは、16:1セレクタとすればよい。
ところで、上記第3乃至第5の実施の形態の受信回路50,60,70では、PAM4のデータ信号Draを受信するものとして説明したが、これらの受信回路50,60,70を、PAM8など、より多値のデータ信号を受信する受信回路に拡張することができる。その場合、データ信号と比較するための閾値が増えるため、それに応じて比較回路などの回路が増えることになる。また、セレクタ(たとえば、図9の6:1セレクタ55a)の入力と出力の比が変更される。PAM8のデータ信号Draを受信する受信回路では、たとえば、6:1セレクタ55aの代わりに、14:1セレクタが用いられ、セレクタ55cの代わりに、1:8セレクタが用いられる。
以上、実施の形態に基づき、本発明の受信回路及びアイモニタシステムの一観点について説明してきたが、これらは一例にすぎず、上記の記載に限定されるものではない。
以上説明した複数の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1) データ信号を受け、第1のクロック信号に同期した第1のタイミングで前記データ信号と第1の閾値とを比較した第1の比較結果と、前記第1のタイミングで前記データ信号と複数の第2の閾値とを比較した第2の比較結果に基づいて前記データ信号と前記第1のクロック信号の位相差を検出し、前記位相差に基づいて前記第1のクロック信号の位相の調整を行うCDR回路と、
前記データ信号と、第1のオフセット値に基づいて大きさが調整される第3の閾値とを、前記位相差と第2のオフセット値に基づいて位相が調整される第2のクロック信号に同期した第2のタイミングで比較した第3の比較結果を出力する比較回路と、
前記データ信号の各シンボルに対してそれぞれ得られる前記第1の比較結果または前記第1の比較結果に基づいて得られる第1の値を間引いて、前記第3の比較結果が得られる第1のシンボルにおける第4の比較結果または第2の値を選択し、前記第3の比較結果と前記第4の比較結果または前記第2の値とを比較することで、前記第1のオフセット値または前記第2のオフセット値によるエラーの有無を判定し、前記エラーの発生回数を出力するアイモニタ回路と、
を有する受信回路。
(付記2) 前記アイモニタ回路は、
前記第1の比較結果と前記第4の比較結果または前記第2の値とを比較することで、前記エラーの有無を判定するエラー検出回路と、
前記データ信号の前記各シンボルに対してそれぞれ得られる前記第1の比較結果または前記第1の値を間引いて前記エラー検出回路に供給する前記第4の比較結果または前記第2の値を選択するセレクタと、
を有する付記1に記載の受信回路。
(付記3) 前記セレクタは、前記CDR回路において前記第1の比較結果が得られる頻度と、前記比較回路が前記第3の比較結果を出力する頻度の差に基づいて前記第1の比較結果または前記第1の値を間引き、前記エラー検出回路に供給する前記第4の比較結果または前記第2の値を選択する、付記2に記載の受信回路。
(付記4) 前記データ信号が1シンボル当たりn(n≧4)値をもつ多値信号である場合、前記第1の閾値は、nに応じた数の複数の第4の閾値を含み、
前記セレクタは、前記第3の閾値の電位レベルに基づいて、前記複数の第4の閾値のうち何れか1つと前記データ信号とを比較した前記第4の比較結果または前記第2の値を選択し、前記エラー検出回路に供給する付記2または3に記載の受信回路。
(付記5) 前記アイモニタ回路は、前記第1のシンボルにおける前記エラーの発生を、前記第1のシンボルよりも前の第2のシンボルにおける、前記第1の比較結果の値ごと、または前記第1の値ごとに分けてカウントして、前記第2のシンボルにおける前記第1の比較結果の値ごと、または前記第1の値ごとの前記エラーの前記発生回数を出力するカウンタを、更に有する付記1乃至4の何れか一つに記載の受信回路。
(付記6) 予測可能なデータパターンで前記第1の比較結果を受け、前記データパターンに従って前記第1の値を出力する期待値生成回路を、更に有する付記1乃至5の何れか一つに記載の受信回路。
(付記7) 前記CDR回路は、前記第1の比較結果に基づいて前記n値の各値である前記第1の値をデコードし、前記アイモニタ回路に供給する、付記4に記載の受信回路。
(付記8) データ信号を受け、第1のクロック信号に同期した第1のタイミングで前記データ信号と第1の閾値とを比較した第1の比較結果と、前記第1のタイミングで前記データ信号と複数の第2の閾値とを比較した第2の比較結果に基づいて前記データ信号と前記第1のクロック信号の位相差を検出し、前記位相差に基づいて前記第1のクロック信号の位相の調整を行うCDR回路と、前記データ信号と、第1のオフセット値に基づいて大きさが調整される第3の閾値とを、前記位相差と第2のオフセット値に基づいて位相が調整される第2のクロック信号に同期した第2のタイミングで比較した第3の比較結果を出力する比較回路と、前記データ信号の各シンボルに対してそれぞれ得られる前記第1の比較結果または前記第1の比較結果に基づいて得られる第1の値を間引いて、前記第3の比較結果が得られる第1のシンボルにおける第4の比較結果または第2の値を選択し、前記第3の比較結果と前記第4の比較結果または前記第2の値とを比較することで、前記第1のオフセット値または前記第2のオフセット値によるエラーの有無を判定し、前記エラーの発生回数を出力するアイモニタ回路と、を備えた受信回路と、
前記第1のオフセット値及び前記第2のオフセット値を調整し、前記エラーの前記発生回数を受け、前記第1のオフセット値または前記第2のオフセット値を調整するたびに得られる前記エラー発生回数に基づいて、前記データ信号のアイ波形を表示装置に表示させる制御装置と、
を有するアイモニタシステム。
(付記9) 前記アイモニタ回路は、前記第1のシンボルにおける前記エラーの発生を、前記第1のシンボルよりも前の第2のシンボルにおける前記第1の比較結果の値ごと、または前記第1の値ごとに分けてカウントして、前記第2のシンボルにおける前記第1の比較結果の値ごと、または前記第1の値ごとの前記エラーの前記発生回数を出力し、
前記制御装置は、前記第2のシンボルにおける前記第1の比較結果の値ごと、または前記第1の値ごとの前記エラーの前記発生回数と、前記第2のシンボルにおける前記第1の比較結果の値ごと、または前記第1の値ごとの補正値と、に基づいて、前記アイ波形を補正する、付記8に記載のアイモニタシステム。
10 受信回路
11 等化回路
12 CDR回路
12a データ判定回路
12b1,12b2,12c1,12c2,13 比較回路
12d,14 デマルチプレクサ
12e 位相検出回路
12f フィルタ
12g1,12g2 位相調整回路
12h クロック生成回路
15 アイモニタ回路
15a 2:1セレクタ
15b エラー検出回路
15c セレクタ
15d エラーチェック数カウンタ
15e エラー数カウンタ
16 波形
CKd1,CKd2,CKe クロック信号
Dr,Di,Eo データ信号
Do 出力データ信号
ECfin 信号
ERRcnt[1:0] エラー信号
m,m+1 シンボル
PH,PL 比較結果
PSoff,THoff オフセット値
SEL 選択信号
ST スタート信号
UD 位相差信号
VH,VL,TH,TH1,TH2 閾値

Claims (8)

  1. データ信号を受け、第1のクロック信号に同期した第1のタイミングで前記データ信号と第1の閾値とを比較した第1の比較結果と、前記第1のタイミングで前記データ信号と複数の第2の閾値とを比較した第2の比較結果に基づいて前記データ信号と前記第1のクロック信号の位相差を検出し、前記位相差に基づいて前記第1のクロック信号の位相の調整を行うCDR回路と、
    前記データ信号と、第1のオフセット値に基づいて大きさが調整される第3の閾値とを、前記位相差と第2のオフセット値に基づいて位相が調整される第2のクロック信号に同期した第2のタイミングで比較した第3の比較結果を出力する比較回路と、
    前記データ信号の各シンボルに対してそれぞれ得られる前記第1の比較結果または前記第1の比較結果に基づいて得られる第1の値を間引いて、前記第3の比較結果が得られる第1のシンボルにおける第4の比較結果または第2の値を選択し、前記第3の比較結果と前記第4の比較結果または前記第2の値とを比較することで、前記第1のオフセット値または前記第2のオフセット値によるエラーの有無を判定し、前記エラーの発生回数を出力するアイモニタ回路と、
    を有する受信回路。
  2. 前記アイモニタ回路は、
    前記第1の比較結果と前記第4の比較結果または前記第2の値とを比較することで、前記エラーの有無を判定するエラー検出回路と、
    前記データ信号の前記各シンボルに対してそれぞれ得られる前記第1の比較結果または前記第1の値を間引いて前記エラー検出回路に供給する前記第4の比較結果または前記第2の値を選択するセレクタと、
    を有する請求項1に記載の受信回路。
  3. 前記セレクタは、前記CDR回路において前記第1の比較結果が得られる頻度と、前記比較回路が前記第3の比較結果を出力する頻度の差に基づいて前記第1の比較結果または前記第1の値を間引き、前記エラー検出回路に供給する前記第4の比較結果または前記第2の値を選択する、請求項2に記載の受信回路。
  4. 前記データ信号が1シンボル当たりn(n≧4)値をもつ多値信号である場合、前記第1の閾値は、nに応じた数の複数の第4の閾値を含み、
    前記セレクタは、前記第3の閾値の電位レベルに基づいて、前記複数の第4の閾値のうち何れか1つと前記データ信号とを比較した前記第4の比較結果または前記第2の値を選択し、前記エラー検出回路に供給する請求項2または3に記載の受信回路。
  5. 前記アイモニタ回路は、前記第1のシンボルにおける前記エラーの発生を、前記第1のシンボルよりも前の第2のシンボルにおける、前記第1の比較結果の値ごと、または前記第1の値ごとに分けてカウントして、前記第2のシンボルにおける前記第1の比較結果の値ごと、または前記第1の値ごとの前記エラーの前記発生回数を出力するカウンタを、更に有する請求項1乃至4の何れか一項に記載の受信回路。
  6. 予測可能なデータパターンで前記第1の比較結果を受け、前記データパターンに従って前記第1の値を出力する期待値生成回路を、更に有する請求項1乃至5の何れか一項に記載の受信回路。
  7. 前記CDR回路は、前記第1の比較結果に基づいて前記n値の各値である前記第1の値をデコードし、前記アイモニタ回路に供給する、請求項4に記載の受信回路。
  8. データ信号を受け、第1のクロック信号に同期した第1のタイミングで前記データ信号と第1の閾値とを比較した第1の比較結果と、前記第1のタイミングで前記データ信号と複数の第2の閾値とを比較した第2の比較結果に基づいて前記データ信号と前記第1のクロック信号の位相差を検出し、前記位相差に基づいて前記第1のクロック信号の位相の調整を行うCDR回路と、前記データ信号と、第1のオフセット値に基づいて大きさが調整される第3の閾値とを、前記位相差と第2のオフセット値に基づいて位相が調整される第2のクロック信号に同期した第2のタイミングで比較した第3の比較結果を出力する比較回路と、前記データ信号の各シンボルに対してそれぞれ得られる前記第1の比較結果または前記第1の比較結果に基づいて得られる第1の値を間引いて、前記第3の比較結果が得られる第1のシンボルにおける第4の比較結果または第2の値を選択し、前記第3の比較結果と前記第4の比較結果または前記第2の値とを比較することで、前記第1のオフセット値または前記第2のオフセット値によるエラーの有無を判定し、前記エラーの発生回数を出力するアイモニタ回路と、を備えた受信回路と、
    前記第1のオフセット値及び前記第2のオフセット値を調整し、前記エラーの前記発生回数を受け、前記第1のオフセット値または前記第2のオフセット値を調整するたびに得られる前記エラー発生回数に基づいて、前記データ信号のアイ波形を表示装置に表示させる制御装置と、
    を有するアイモニタシステム。
JP2017047771A 2017-03-13 2017-03-13 受信回路及びアイモニタシステム Active JP6892592B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017047771A JP6892592B2 (ja) 2017-03-13 2017-03-13 受信回路及びアイモニタシステム
US15/913,122 US10103911B2 (en) 2017-03-13 2018-03-06 Receiver circuit and eye monitor system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017047771A JP6892592B2 (ja) 2017-03-13 2017-03-13 受信回路及びアイモニタシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018152731A true JP2018152731A (ja) 2018-09-27
JP6892592B2 JP6892592B2 (ja) 2021-06-23

Family

ID=63445613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017047771A Active JP6892592B2 (ja) 2017-03-13 2017-03-13 受信回路及びアイモニタシステム

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10103911B2 (ja)
JP (1) JP6892592B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10944601B2 (en) 2019-05-09 2021-03-09 Fujitsu Limited Reception circuit, receiver, and reception control method
JP2023504954A (ja) * 2020-11-05 2023-02-08 アナロジクス (スージョウ) セミコンダクター カンパニー リミテッド デシジョンフィードバックイコライザおよびデータの収集補正方法
WO2024085037A1 (ja) * 2022-10-17 2024-04-25 ザインエレクトロニクス株式会社 受信信号品質モニタ

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6738682B2 (ja) * 2016-08-01 2020-08-12 日本ルメンタム株式会社 光送受信器、光送信集積回路及び光受信集積回路
CN107707258B (zh) * 2017-10-31 2022-06-10 上海兆芯集成电路有限公司 眼图产生器
US10230359B1 (en) * 2018-04-27 2019-03-12 Imec Vzw DFE hysteresis compensation (specific)
US10911052B2 (en) * 2018-05-23 2021-02-02 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. Multi-level signal clock and data recovery
US11005573B2 (en) 2018-11-20 2021-05-11 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. Optic signal receiver with dynamic control
JP2020145619A (ja) 2019-03-07 2020-09-10 キオクシア株式会社 受信装置および方法
JP2021150930A (ja) 2020-03-23 2021-09-27 キオクシア株式会社 イコライザ制御装置、受信装置及び受信装置の制御方法
US11095487B1 (en) * 2020-04-16 2021-08-17 International Business Machines Corporation Operating a wireline receiver with a tunable timing characteristic
US11569975B2 (en) * 2020-06-08 2023-01-31 Rambus Inc. Baud-rate clock recovery lock point control
KR20220023911A (ko) 2020-08-21 2022-03-03 삼성전자주식회사 반도체 장치 및 메모리 시스템
US12013423B2 (en) 2020-09-30 2024-06-18 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. TIA bandwidth testing system and method
KR20220060939A (ko) 2020-11-05 2022-05-12 삼성전자주식회사 디시젼 피드백 등화기 및 이를 포함하는 장치
US11658630B2 (en) 2020-12-04 2023-05-23 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. Single servo loop controlling an automatic gain control and current sourcing mechanism
KR20220088159A (ko) 2020-12-18 2022-06-27 삼성전자주식회사 집적 회로 및 이의 동작 방법
US11546127B2 (en) * 2021-03-18 2023-01-03 Samsung Display Co., Ltd. Systems and methods for symbol-spaced pattern-adaptable dual loop clock recovery for high speed serial links
US11477004B1 (en) * 2021-03-23 2022-10-18 Nvidia Corp. Clock data recovery convergence in modulated partial response systems
US12003279B2 (en) * 2022-03-15 2024-06-04 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Common-mode current adjustment in a receiver

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014116880A (ja) * 2012-12-12 2014-06-26 Fujitsu Ltd 受信回路
JP2014187527A (ja) * 2013-03-22 2014-10-02 Fujitsu Ltd 受信回路及び受信回路の制御方法
JP2014187529A (ja) * 2013-03-22 2014-10-02 Fujitsu Ltd 受信回路、及び半導体集積回路

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7400181B2 (en) * 2005-09-30 2008-07-15 Agere Systems Inc. Method and apparatus for delay line control using receive data
US8300684B2 (en) * 2009-06-29 2012-10-30 Lsi Corporation Real-time eye monitor for statistical filter parameter calibration
JP2012151699A (ja) * 2011-01-20 2012-08-09 Hitachi Ltd ラッチ回路、cdr回路、および受信装置
US20130271193A1 (en) * 2012-04-13 2013-10-17 Intersil Americas LLC Circuits and methods to guarantee lock in delay locked loops and avoid harmonic locking
JP2015192200A (ja) 2014-03-27 2015-11-02 富士通株式会社 受信回路
US9419746B1 (en) * 2014-05-16 2016-08-16 Altera Corporation Apparatus and methods for tuning a communication link for power conservation
US9397872B2 (en) * 2014-07-01 2016-07-19 Samsung Display Co., Ltd. System and method of link optimization

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014116880A (ja) * 2012-12-12 2014-06-26 Fujitsu Ltd 受信回路
JP2014187527A (ja) * 2013-03-22 2014-10-02 Fujitsu Ltd 受信回路及び受信回路の制御方法
JP2014187529A (ja) * 2013-03-22 2014-10-02 Fujitsu Ltd 受信回路、及び半導体集積回路

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10944601B2 (en) 2019-05-09 2021-03-09 Fujitsu Limited Reception circuit, receiver, and reception control method
JP2023504954A (ja) * 2020-11-05 2023-02-08 アナロジクス (スージョウ) セミコンダクター カンパニー リミテッド デシジョンフィードバックイコライザおよびデータの収集補正方法
JP7333419B2 (ja) 2020-11-05 2023-08-24 アナロジクス (スージョウ) セミコンダクター カンパニー リミテッド デシジョンフィードバックイコライザおよびデータの収集補正方法
WO2024085037A1 (ja) * 2022-10-17 2024-04-25 ザインエレクトロニクス株式会社 受信信号品質モニタ

Also Published As

Publication number Publication date
JP6892592B2 (ja) 2021-06-23
US10103911B2 (en) 2018-10-16
US20180262373A1 (en) 2018-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6892592B2 (ja) 受信回路及びアイモニタシステム
US10367636B2 (en) Phase calibration of clock signals
US9520883B2 (en) Frequency detection circuit and reception circuit
JP4558028B2 (ja) クロックデータ復元装置
US9515856B2 (en) Offset and decision feedback equalization calibration
JP4956840B2 (ja) 判定帰還等化装置及び方法
US7715471B2 (en) Signaling system with selectively-inhibited adaptive equalization
JP6912702B2 (ja) Cdr回路及び受信回路
US20150304136A1 (en) Partial Response Receiver And Related Method
US11368341B2 (en) Signal processing method and system, and non-transitory computer-readable recording medium
KR20210141718A (ko) 클록 복구 없는 가변 이득 증폭기 및 샘플러 오프셋 캘리브레이션
CN110635805B (zh) 用于提供时序恢复的装置和方法
JP5937753B2 (ja) 歪耐性クロックデータリカバリシステム
CN112187256B (zh) 时钟数据恢复装置及其操作方法
JP2006042339A (ja) イコライザ、受信機、及びイコライズ方法
Choi et al. A 0.99-pJ/b 15-Gb/s counter-based adaptive equalizer using single comparator in 28-nm CMOS
US8520725B2 (en) Data equalizing circuit and data equalizing method
JP2017028491A (ja) 受信回路
JP2015115850A (ja) データ受信装置およびデータ送受信システム
US11146274B1 (en) Equalizer control device, receiving device, and control method for receiving device
JP2021150843A (ja) 半導体集積回路、受信装置、及び受信装置の制御方法
WO2012029597A1 (ja) クロック再生回路およびクロック再生方法
WO2018217786A1 (en) Multi-stage sampler with increased gain
US9740580B2 (en) Systems and methods for serial data transfer margin increase

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191212

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20191219

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20191219

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200826

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200929

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201125

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210427

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210510

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6892592

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150