JP7842695B2 - 光変調用の閉ループレーン同期 - Google Patents

Description

[0003]本発明の実施形態は、光通信の分野に関する。より詳細には、本発明の実施形態は、光変調用の閉ループレーン同期のためのシステム及び方法に関する。

［関連出願］
[0001]本出願は、全体が参照により本明細書に組み込まれている、２０２０年５月１１日に出願された、Ｄｏｐｐａｌａｐｕｄｉ及びＩｒｏａｇａによる「Ｃｌｏｓｅｄ Ｌｏｏｐ Ｌａｎｅ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ」という名称の、本出願人の米国特許仮出願第６３／０２３，１８２号の優先権を主張する。本出願は、２０２０年３月１３日に出願された、Ｄｏｐｐａｌａｐｕｄｉ及びＥｃｈｅｒｅによる「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｓｋｅｗ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」という名称の、同時係属の本出願人の米国特許出願第１６／８１８，８３２号の一部継続出願（代理人整理番号ＭＡＣＭ－００２０－０３Ｐ０１ＵＳ）であり、これは、同時係属の、２０１８年９月２７に出願された、「Ｅｒｒｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｆｏｒ ａ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ」という名称の米国特許出願第１６／１４３，４９３号、及び２０１９年９月１９日に出願された、「Ｅｒｒｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｆｏｒ ａ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ」という名称の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ１９／５１８３９の一部継続出願であり、これらはすべて全体が参照により本明細書に組み込まれている。

[0002]本出願は、米国特許第８，７６６，６８１号及び米国特許１０，３１３，０９９号に関し、これらはすべて全体が参照により本明細書に組み込まれている。

［背景技術］
[0004]一般的な通信リンクは、光送信機及び／又は光受信機と共に、ＰＡＭ－４（４つのレベルを用いるパルス振幅変調）又はＱＡＭ（直交振幅変調）送信機及び受信機を含むことができる。ＱＡＭは他の無線通信、例えば、ＲＦ（無線周波数）通信に適用可能であることを理解されたい。光送信機は、ＭＺＩ（マッハツェンダ干渉計）光変調器を駆動することが多い。

[0005]ドライバ／変調コンポーネントの複数の「レーン」を使用することが有利である。マルチレーンコヒーレントトランシーバは、通常、伝送可能なデータの量を増加させるために使用される。例えば、４レーン同期トランシーバは、単一の出力のみを有するトランシーバの４倍のデータを出力することができる。

[0006]動作中、マルチレーンコヒーレントトランシーバは、デジタル信号処理（ＤＳＰ）装置などから低速デジタル入力信号を受信し、その後、高速クロックを使用して入力信号をシリアル化して、いくつかの高速デジタル信号を形成することができる。高速デジタル信号は、対応するアナログ信号を出力するアナログドライバを駆動する。

[0007]マルチレーンコヒーレントトランシーバは、通常、位相同期ループ（ＰＬＬ）と分周期とを含むクロック発生回路を使用する。ＰＬＬは、レーンの各々にファンアウトされる高速クロック信号を発生させ、分周期は、高速クロック信号を分周して、同じくレーンの各々にファンアウトされる低速クロック信号を形成する。

[0008]シリアル化された高速データの順序は、分周期をゲート制御する又は有効にするリセット信号によって決定される。リセット信号は、ソフトウェア又はファームウェアにより制御される状態機械によって発生するため、リセット信号は、各レーンにおいて高速クロック信号と同期しない。

[0009]しかしながら、集積回路の物理的配置、例えば、信号トレースの長さ及び／又は信号品位に必要なバッファの数が様々であること、並びに、例えば、同様の回路において異なるゲート遅延を生じさせる集積回路のアナログ特性のばらつきにより、異なるレーンの信号間にタイミング差又はスキューが生じることがある。そのようなスキューは、性能を低下させること、及び／又は、送信機の壊滅的な機能不全を生じさせることがある。

[0010]したがって、光変調用の閉ループレーン同期のためのシステム及び方法が必要である。

[0011]本発明の実施形態によれば、シリアルリンクを介して信号を伝送するためのシステムは、データを伝送媒体上に結合するための複数のレーンと、複数のレーンのうちの２つの間のスキューを検出するように構成されているスキュー検出器と、スキュー検出器によって制御され、複数のレーンのうちの１つの回路へのクロック信号の開始を遅延させるように構成されている可変遅延回路とを備える。

[0012]本発明の別の実施形態によれば、シリアルリンクを介して信号を伝送するためのシステムは、データを伝送媒体上に結合するための複数のレーンと、複数のレーンのうちの２つの間のスキューを閉ループで調整するように構成されているスキュー調整回路とを備える。

[0013]本発明のさらなる実施形態によれば、光シリアルリンクを介して信号を伝送するためのシステムは、データを光伝送導波路上に結合するための複数のレーンと、スキュー検出器の出力に応答してそれぞれのレーンのスキューを調整するように構成されている、複数のレーンの各々のためのスキュー調整コンポーネントとを備える。スキュー検出器は、２つの隣り合うレーンの間のスキューを検出するように構成されている。システムは、スキュー検出器によって制御され、複数のレーンのうちの１つの回路へのクロック信号の開始を遅延させるように構成されている可変遅延回路をさらに備える。

[0014]本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成する添付図面は、本発明の実施形態を示し、説明と共に、本発明の原理を説明する役割を果たす。特記しない限り、図面は縮尺通りに描かれていないことがある。

本発明の実施形態による、オンチップ光学システムの例示的なブロック図である。 本発明の実施形態による、例示的なオンチップ光ドライバシステムのブロック図である。 本発明の実施形態による、例示的なオンチップ光学デバイスドライバシステムのブロック図である。 本発明の実施形態による、例示的なオンチップ光学デバイスドライバシステムのブロック図である。 本発明の実施形態による、スキュー調整システムの例示的なブロック図である。 本発明の実施形態による、スキュー調整システムの例示的なブロック図である。 本発明の実施形態による、マルチレーン送信機のレーン間のスキューを調整する例示的な方法を示す図である。 本発明の実施形態による、マルチレーン送信機のレーン間のスキューを検出するための例示的な有利なテストデータパターン８００を示す図である。

[0023]以下で、添付図面に例を示す本発明の様々な実施形態を詳細に参照する。本発明をこれらの実施形態と共に説明するが、本発明をこれらの実施形態に限定するものではないことを理解されたい。それどころか、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の趣旨及び範囲に含まれ得る代替形態、変更、及び均等物を包含するものである。さらに、本発明の以下の詳細な説明において、本発明の徹底的な理解をもたらすために、多数の具体的な詳細を記載する。しかしながら、これらの具体的な詳細がなくても本発明を実施できることが、当業者には理解されよう。他の場合には、本発明の態様を不必要に曖昧にしないように、周知の方法、手順、構成要素、及び回路については詳細に説明しない。

[0024]以下の詳細な説明の一部は、電子デバイス及び／又は回路によって実行される動作の手順、論理ブロック、処理、及び他の記号的表現に関して提示されている。これらの説明及び表現は、電子技術における当業者が他の当業者にその作業の実体を最も効果的に伝えるために使用される手段である。本出願において、手順、方法、論理ブロック、プロセスなどは、所望の結果をもたらす首尾一貫した一連の動作又は命令であると考えられる。動作は、物理量の物理的な操作を必要とするものである。しかしながら、これら及び類似の用語のすべては、適切な物理量と関連付けられるものであり、それらの量に適用される単なる便利なラベルであることに留意すべきである。以下の説明から明らかであるため特に明記しない限り、本出願を通じて、「フィルタリング」、「スライシング」、「改良」、「更新」、「アクセス」などの用語を使用する説明は、例えば、集積回路を含む電子デバイス及び／又は電子回路のアクション及びプロセス（例えば、図７の方法７００）を指すことを理解されたい。

光変調用の閉ループレーン同期

[0025]図１は、本発明の実施形態による、オンチップ光学システム１００の例示的なブロック図である。光学システム１００は、ドライバ１０１と導波路１０５とを含む。ドライバ１０１は、レーン１１０～１４０とスキュー検出器１５１～１５３とを含む。レーン１１０～１４０は、それぞれのドライバ／変調コンポーネント１１１～１４１を含む。ドライバ／変調コンポーネント１１１～１４１は、それぞれのスキュー調整コンポーネント１１２～１４２を含む。データ入力ａ～ｄ（Ｄｉｎ－ａ～Ｄｉｎ－ｄ）が、それぞれのドライバ／変調コンポーネント１１１～１４１に供給される。ドライバ／変調コンポーネント１１１～１４１は、それぞれの初期変調ドライバ信号セットＰａ／Ｍａ～Ｐｄ／Ｍｄを発生させ、これらの信号セットは導波路１０５に送られる。１つのセットからの１つの信号と別のセットからの別の信号とが、それぞれの信号間のスキュー差を検出するスキュー検出器に送られる。オンチップ光学システム１００は、スキュー検出器に結合されていないＰａ信号及びＭｄ信号に結合されたダミー負荷１７１、１７２を含むことができる。

[0026]一実施形態において、それぞれのレーンの変調ドライバ信号は、互いに１８０度位相がずれている。１つの例示的な実装形態において、Ｐ信号は正信号と考えられ、Ｍ信号は負信号と考えられる。一実施形態において、レーン１１０からのＭａとレーン１２０からのＰｂとが、レーン１１０及びレーン１２０のそれぞれの信号間のスキュー差を検出するスキュー検出器１５１に供給され、レーン１２０からのＭｂとレーン１３０からのＰｃとが、レーン１２０及びレーン１３０のそれぞれの信号間のスキュー差を検出するスキュー検出器１５２に供給され、レーン１３０からのＭｃとレーン１４０からのＰｄとが、レーン１３０及びレーン１４０のそれぞれの信号間のスキュー差を検出するスキュー検出器１５３に供給される。

[0027]スキュー調整コンポーネント１１２～１４２は、検出されたスキューに従って、それぞれの変調ドライバ信号を自動的に調整する。スキュー調整変調ドライバ信号は、導波路１０５に供給され、一定の光入力信号を変調して、変調光出力信号を生成する。一実施形態において、スキュー調整電気信号は、発光デバイスを駆動するために使用され、発光デバイスは、光を発して、導波路１０５の光出力の強度を（例えば、建設的に、破壊的になど）変調する。１つの例示的な実装形態において、スキュー調整変調ドライバ光信号は、導波路移相器に供給されて、導波路１０５の光信号を変調する（例えば、マッハツェンダ法などと同様）。変調光出力信号は、様々な通信規格（例えば、ＮＲＺ、ＰＡＭ－４、ＰＡＭ－１６、ＰＡＮ－Ｎなど）に適合し得る。

[0028]スキュー調整コンポーネントは、様々なソースからの指示に基づいてスキューを調整することができる。図２は、本発明の実施形態による、例示的なオンチップ光ドライバシステム２００のブロック図である。光ドライバシステム２００は、レーン２１０～２３０とスキュー検出器２７１～２７２とを含む。オンチップ光システム２００は、スキュー検出器に結合されていないＰａ信号及びＭｃ信号に結合されたダミー負荷２９１、２９２を含むことができる。レーン２１０～２３０は、それぞれのドライバ／変調コンポーネント２１１～２３１を含む。ドライバ／変調コンポーネント２１１～２３１は、それぞれのスキュー調整コンポーネント２１２～２３２を含む。データ入力ａ～ｃ（Ｄｉｎ－ａ～Ｄｉｎ－ｄ）が、それぞれのドライバ／変調コンポーネント２１１～２３１に供給される。スキュー検出コンポーネント２７１、２７２は、スキュー検出情報をスキュー調整コンポーネント及びオフチップに送ることができる。スキュー調整コンポーネント２１２、２２２は、スキュー検出コンポーネント２７１、２７２のそれぞれからのスキュー調整コンポーネント信号２８１、２８２に基づいて、スキューを調整することができる。スキュー調整コンポーネント２１２、２２２は、様々な位置のスキュー較正コンポーネント（例えば、スキュー検出コンポーネント２７１、２７２に含まれるもの、ドライバ回路２１１、２２２に含まれるものなど）からの指示に基づいて、スキューを調整することができる。スキュー調整コンポーネント２１２、２２２、２３２は、オフチップからの調整命令Ａｄｊ－ａ～Ａｄｊ－ｃに基づいてスキューを調整することもできる。

[0029]図３は、本発明の実施形態による、例示的なオンチップ光学デバイスドライバシステム３００のブロック図である。ドライバシステム３００は、スキュー検出コンポーネント３９０とレーン３０１、３０２、３０３とを含む。レーンＡ３０１は、シリアライザ３１０、多重化コンポーネント３２０、出力ステージ３３０、及びアナログ比較器決定論理３４０などのオンチップコンポーネントを含む。一実施形態において、多重化コンポーネント３２０は高速４：１マルチプレクサである。シリアライザ３１０は多重化コンポーネント３２０に通信可能に結合され、多重化コンポーネント３２０は出力ステージ３３０に通信可能に結合されている。アナログ比較器決定論理３４０は、多重化コンポーネント３２０及び出力ステージ３３０に通信可能に結合されている。一実施形態において、レーンＢ３０２及びレーンＣ３０３は、レーンＡ３０１と同様の構成を有する。

[0030]ドライバシステム３００のコンポーネントは、協働して動作し、変調ドライバ信号を供給して電気光学変調器構成を駆動することにより光信号を変調する。シリアライザ３１０は、並列データ信号を受信し、対応するシリアルデータ信号を送るように構成されている。多重化コンポーネント３２０は、シリアルデータ信号の同相成分及び直交成分を選択的に出力するように構成されている。出力ステージ３３０は、光信号を変調する信号を出力するように構成されている。スキュー検出コンポーネント３９０は、スキューを検出するように構成され、スキュー較正コンポーネントは、第１の出力信号と第２の出力信号との間の直接スキュー調整用に構成されている。１つの例示的な実装形態において、アナログ比較器及び決定論理３４０は、アナログ比較器、デジタル－アナログコンバータ、及びデジタル有限状態機械（ＦＳＭ）論理を含む。アナログ比較器及び決定論理３４０は、直交誤差補正（ＱＥＣ）経路に含まれ、ＭＵＸ３２１の選択制御装置に対してＱ－ＰＩ３２３の調整を指示することができる。ＱＥＣ経路は、一般的に、Ｉ－ＰＩ３２２に対するＱ－ＰＩ３２３からのクロックの位置ずれにより生じる出力誤差を補正するために使用される。デジタル－アナログコンバータは、アナログ比較器の不整合誤差を排除するように構成されていてもよい。

[0031]一実施形態において、多重化コンポーネント３２０は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）３２１、第１の位相補間コンポーネント３２２、第２の位相補間コンポーネント３２３、及びクロック分周期３２４を含む。クロック分周期３２４は、第１の位相補間コンポーネント３２２からの入力を受信する。第２の位相補間コンポーネント３２３は、Ｎビット直交位相補間（Ｑ－ＰＩ）コンポーネントであってよい。第１の位相補間コンポーネント３２２は、Ｎビット同相補間（Ｉ－ＰＩ）コンポーネントであってよい。マルチプレクサ３２１は、第１の位相補間コンポーネント３２２及び第２の位相補間コンポーネント３２３に通信可能に結合されている。ＭＵＸ３２１は、第１の位相補間コンポーネント３２２及び第２の位相補間コンポーネント３２３からの選択制御信号に基づいて、シリアルデータ信号の同相成分及び直交成分を選択的に出力するように構成されている。ＭＵＸ３２１、Ｉ－ＰＩ３２２、及びＱ－ＰＩ３２３は、第１の出力信号及び第２の出力信号の態様に対してスキュー調整を実施する。第２の位相補間コンポーネント３２３は、直交選択信号をＭＵＸ３２１に送るように構成されている。第１の位相補間コンポーネント３２２は、同相選択信号をＭＵＸ３２１に送るように構成されている。１つの例示的な実装形態において、第１の位相補間コンポーネント３２２は、スキュー較正コンポーネント３５２から、ＭＵＸ３２１に送られた同相選択信号のスキュー関連調整に関する指示を受信する。さらに、第２の位相補間コンポーネント３２２は、ＱＥＣ経路の３４０から、第１の位相補間器３２２のスキュー関連調整後にＭＵＸ３２１に送られた直交選択信号に関する指示を受信する。

[0032]一実施形態において、スキュー検出コンポーネント３９０は、レーンスキュー検出コンポーネント（例えば、３５０、３６０など）とダミー負荷３７０とを含む。レーンスキュー検出コンポーネント３５０は、レーンＡ、Ｂ間のスキューを検出する。レーンスキュー検出コンポーネント３６０は、レーンＢ、Ｃ間のスキューを検出する。ダミー負荷３７０は、スキュー検出器に結合されていないＰａ信号及びＭｃ信号に結合されている。

[0033]レーンスキュー検出コンポーネント３５０は、スキュー検出器３５１とスキュー較正コンポーネント３５２とを含む。スキュー検出器３５１は、レーンＡの第１の出力信号（例えば、Ｍａなど）とレーンＢの第２の出力信号（例えば、Ｐｂなど）との間のスキュー差を検出するように構成されている。スキュー較正コンポーネント３５２は、第１の出力信号と第２の出力信号との間のスキューの調整を指示するように構成されている。１つの例示的な実装形態において、スキュー較正コンポーネント３５２は、アナログ比較器及び決定論理３５３を含む。スキュー較正経路は、スキュー検出コンポーネント３９０から同相補間器（Ｉ－ＰＩ）３２２へ流れる。スキュー較正コンポーネント３５２は、スキュー補正経路に含まれ、ＭＵＸ３２１の選択制御装置に対してＩ－ＰＩ３２２の調整を指示することができる。レーンスキュー検出コンポーネント３６０は、スキュー検出器３５１と同様のスキュー検出器と、スキュー較正コンポーネント３５２と同様のスキュー較正コンポーネントとを含むことができる。

[0034]一実施形態において、スキューが調整されるため、第１の出力信号と第２の出力信号との間のスキュー差がゼロになる。１つの例示的な実装形態において、スキューが調整されるため、第１の出力信号と第２の出力信号との間のスキュー差が一定になる。第１の出力信号を第１の変調レーンに関連付けることができ、第２の出力信号を第２の変調レーンに関連付けることができる。一実施形態において、第１の出力信号及び第２の出力信号は差動信号（例えば、約１８０度の位相ずれなど）であってよい。第１の出力信号を第１の変調レーンの正信号と考えることができ、第２の出力信号を第２の変調レーンの負信号と考えることができる。

[0035]図４は、本発明の実施形態による、例示的なオンチップ光学デバイスドライバシステム４００のブロック図である。オンチップ光学デバイスドライバシステム４００は、オンチップ光学デバイスドライバシステム４００のスキュー較正コンポーネント４４３が、スキュー補正経路調整及びＱＥＣ経路調整を選択的に指示するための論理を含むことを除いて、オンチップ光学デバイスドライバシステム３００と同様である。１つの例示的な実装形態において、スキュー較正コンポーネント４４３は、両方のタイプの経路調整を実行する際にハードウェアコンポーネントを利用する。

[0036]ドライバシステム４００は、スキュー検出コンポーネント４９０とレーン４０１、４０２、４０３とを含む。レーンＡ４０１は、シリアライザ４１０、多重化コンポーネント４２０、出力ステージ４３０、及びアナログ比較器決定論理４４５などのオンチップコンポーネントを含む。一実施形態において、多重化コンポーネント４２０は高速４：１マルチプレクサである。シリアライザ４１０は多重化コンポーネント４２０に通信可能に結合され、多重化コンポーネント４２０は出力ステージ４３０に通信可能に結合されている。アナログ比較器決定論理４４５は、多重化コンポーネント４２０に通信可能に結合され、出力ステージ４３０及びスキュー検出コンポーネント４９０に選択的に結合されている。一実施形態において、レーンＢ４０２及びレーンＣ４０３は、レーンＡ３０１と同様の構成を有する。

[0037]ドライバシステム４００のコンポーネントは、協働して動作し、変調ドライバ信号を供給して電気光学変調器構成を駆動することにより光信号を変調する。シリアライザ４１０は、並列データ信号を受信し、対応するシリアルデータ信号を送るように構成されている。多重化コンポーネント４２０は、シリアルデータ信号の同相成分及び直交成分を選択的に出力するように構成されている。出力ステージ４３０は、光信号を変調する信号を出力するように構成されている。スキュー検出コンポーネント４９０は、第１の出力信号と第２の出力信号との間のスキューを検出するように構成されている。

[0038]一実施形態において、多重化コンポーネント４２０は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）４２１、第１の位相補間コンポーネント４２２、第２の位相補間コンポーネント４２３、及びクロック分周期４２４を含む。クロック分周期４２４は、第１の位相補間コンポーネント４２２からの入力を受信する。第２の位相補間コンポーネント４２３は、Ｎビット直交位相補間（Ｑ－ＰＩ）コンポーネントであってよい。第１の位相補間コンポーネント４２２は、Ｎビット同相補間（Ｉ－ＰＩ）コンポーネントであってよい。マルチプレクサ４２１は、第１の位相補間コンポーネント４２２及び第２の位相補間コンポーネント４２３に通信可能に結合されている。ＭＵＸ４２１は、シリアルデータ信号の同相成分及び直交成分を選択的に出力するように構成されている。第２の位相補間コンポーネント４２３は、直交選択信号をＭＵＸ４２１に送るように構成されている。第１の位相補間コンポーネント４２２は、同相選択信号をＭＵＸ４２１に送るように構成されている。１つの例示的な実装形態において、第１の位相補間コンポーネント４２２及び第２の位相補間コンポーネント４２３は、スキュー較正コンポーネント４４３から、ＭＵＸ４２１に送られた直交選択信号の直交関連調整及び同相選択信号のスキュー関連調整の両方に関する指示を選択的に受信する。

[0039]一実施形態において、スキュー検出コンポーネント４９０は、レーンスキュー検出コンポーネント（例えば、４５０、４６０など）とダミー負荷４７０とを含む。レーンスキュー検出コンポーネント４５０は、レーンＡ、Ｂ間のスキューを検出する。レーンスキュー検出コンポーネント４６０は、レーンＢ、Ｃ間のスキューを検出する。ダミー負荷４７０は、スキュー検出器に結合されていないＰａ信号及びＭｃ信号に結合されている。

[0040]レーンスキュー検出コンポーネント４５０は、スキュー検出器４５１を含む。スキュー検出器４５１は、レーンＡの第１の出力信号（例えば、Ｍａなど）とレーンＢの第２の出力信号（例えば、Ｐｂなど）との間のスキュー差を検出するように構成されている。レーンスキュー検出コンポーネント４６０は、スキュー検出器４５１と同様のスキュー検出器を含む。

[0041]スキュー較正コンポーネント４４３は、ＱＥＣ経路とスキュー補正経路との間で共有されている。ＱＥＣ経路及びスキュー較正経路は、スイッチ４１１、スキュー較正コンポーネント４４３、及びスイッチ４４２によって選択的に形成される。スキュー較正経路は、スキュー検出コンポーネント４９０から第１の位相補間コンポーネント４２２へ流れる。ＱＥＣ経路は、出力ステージ４３０から第２の位相補間コンポーネント４２３へ流れる。１つの例示的な実装形態において、スキュー較正コンポーネント４４３は、アナログ比較器及び決定論理４４５を含む。１つの例示的な実装形態において、アナログ比較器及び決定論理４４５は、オフセット較正機構を有するアナログ比較器を含み、ループの不整合を排除するように構成されていてもよい。

[0042]図５は、本発明の実施形態による、スキュー調整システム５００の例示的なブロック図である。スキュー調整システム５００は、スキュー検出器５７０とアナログ比較器及び決定論理５９０とを含む。アナログ比較器及び決定論理５９０は、スキュー較正コンポーネントに含まれる。一実施形態において、スキュー検出器５７０はスキュー検出器４５１と同様であり、アナログ比較器及び決定論理５９０はアナログ比較器及び決定論理４４５と同様である。

[0043]スキュー検出器５７０は、モード選択コンポーネント５８０と位相周波数検出器（ＰＦＤ）５５０とを含む。モード選択コンポーネント５８０は、バッファ５０３、５０４にそれぞれ結合されたレジスタ５０１、５０２を含み、バッファ５０３、５０４はＭＵＸ５１１、５１２にそれぞれ結合され、ＭＵＸ５１１、５１２はＭＵＸ５１３、５１４にそれぞれ結合されている。ＭＵＸ５１３は、５２１で示すバッファチェーンに結合されている。ＭＵＸ５１４は、５３１で示すバッファチェーンに結合されている。バッファ５２１、５３１はＰＦＤ５５０に結合されている。レジスタ５０１、５０２は、静電放電（ＥＳＤ）保護を有効にすることができる。ＭＵＸ５１１、５１２の選択信号は、スキュー検出期間を有効及び無効にするために使用される。ＭＵＸ５１３、５１４の選択信号は、較正モード／検出モード及び正常／オフモードを有効及び無効にするために使用される。ＭＵＸ５１３、５１４を、負荷バランシングを実施するために使用してもよい。バッファチェーンは、同一又は同様の信号がＰＦＤ５５０に送られることを保証する。ＰＦＤ５５０は、レジスタ５５１、５５２、論理ＡＮＤゲート５５３、レジスタ５５４、５５５、及びキャパシタ５５７を含む。

[0044]アナログ比較器及び決定論理５９０は、アナログ比較器５９３に結合された可変電流源５９１、５９２を含み、アナログ比較器５９３はデジタルフィルタ５９４に結合されている。一実施形態において、可変電流源５９１、５９２は、デジタル調整されたオフセット電流を供給する。１つの例示的な実装形態において、アナログ比較器及び決定論理５９０は、ＱＥＣ経路とスキュー補正経路との間で共有されている（例えば、アナログ比較器及び決定論理４４５などと同様）。

[0045]一実施形態において、電流が印加又は注入される。１つの例示的な実装形態において、電流は電流源（例えば、５９１、５９２など）によって導入される。電流の注入は、電圧変化を生じさせることがある。一実施形態において、印加又は注入される電流の値を等しくならないように変化させることによって、スキュー又はオフセットが調整される。

[0046]不整合による位相検出器の系統的なオフセットがある場合、このオフセットはスキューオフセットを生じさせることがあり、較正すべきである。一実施形態において、スキュー検出器は、位相検出器のオフセットを補償するオフセット補償スキュー検出器である。１つの例示的な実装形態において、スキュー検出器／位相検出器のオフセットは除去される。従来のスキュー検出器（例えば、同相ロックループなど）とは異なり、オフセット補償スキュー検出器は、位相検出器の不整合に関連する性能上の影響のリスクを低減させる。オフセット補償スキュー検出器は、設計要件を緩和し、設計コストを節約することもできる。１つの例示的な実装形態において、比較器（例えば、３５３、４４５）は、フレキシブルなオフセットプログラム可能比較器である。

[0047]本発明の実施形態によれば、リセット可変遅延制御信号５９９が、アナログ比較器５９３の出力から取り出される。図６において以下でさらに説明するように、可変遅延制御信号５９９をスキュー調整システム６００と共に使用して、リセット信号間の有害なスキューをなくすために、レーンのリセット信号のタイミングを変化させる。

[0048]図６は、本発明の実施形態による、スキュー調整システム６００の例示的なブロック図である。図６は、マルチレーン送信機の第１のレーンであるレーン１のいくつかの回路を示す。主クロック入力信号６４０が位相補間器６３０によって受信されて、クロック信号６４１を生じさせる。位相補間器６３０は、クロック６４０の位相を変化させる能力、例えば、クロック６４０の立ち上がりエッジの時間位置を変化させる能力を提供する。例えば、クロック６４１の立ち上がりエッジをクロック６４０に対して遅延させてもよい。１４ＧＨｚの特定されたクロックレートは、例示的なものである。

[0049]クロック６４１は、スイッチ６０７によってゲート制御されてもよく、例えばオフにされてもよい。クロック６４１は、スイッチ６０７によって渡されると、マルチプレクサ６０６及び分周期６０５を駆動する。

[0050]送信バッファ６５０は、データをレーン１に６４ビット幅で提供する。第１のマルチプレクサ６０１は、分周期６０３からのクロック信号に基づいて、６４のうちの８ビットを選択する。第２のマルチプレクサ６０４は、クロック信号６４１を２つに分周する分周期６０５からのクロック信号に基づいて、８のうちの４ビットを選択する。第３のマルチプレクサ６０６は、スイッチ６０７から出力された、ゲート制御された最高速度のクロック信号に基づいて、４のうちの１ビットを選択する。一部の実施形態において、マルチプレクサ６０６の出力は、導波路１０５（図１）の一部を駆動する。マルチプレクサ６０６の出力は、例えば、信号「Ｉｎ１」（図５）としてのスキュー検出器５００の入力も駆動する。同様に、レーン２からの対応する信号は、例えば、信号「Ｉｎ２」としてのスキュー検出器５００の入力を駆動する。

[0051]スイッチ６０７は、共通リセット信号６２０によりトリガされる可変遅延要素６１０を介したＤ型フリップフロップ６０８の出力によって制御される。可変遅延要素６１０は、任意の周知の適切な回路を含むことができる。共通リセット信号６２０は、すべてのレーンに適用される。共通リセット信号６２０は、分周期６０３、６０５をリセットするように機能する。しかしながら、分周期６０３、６０５及びマルチプレクサ６０２、６０４、６０６は、クロック６４１がスイッチ６０７によって渡されるまで、アクティブなクロック信号を受信しない。可変遅延要素６１０は、可変遅延制御信号５９９（図５）によって制御される。したがって、可変遅延６１０は、クロック要素の分周期６０３、６０５及びマルチプレクサ６０２、６０４、６０６が、アクティブなクロック信号を受信し、実際に動作しているときに制御する。

[0052]遅延制御信号５９９は、レーン１とレーン２（図５）との間で検出されたスキューに特有のものである。特有の遅延制御信号５９９は、レーン２には供給されないことを理解されたい。レーン２には、例えば、レーン２とレーン３とのスキュー比較に基づいて、同様であるが異なる信号を供給することができる。本発明の実施形態によれば、クロック６４１が分周期６０３、６０５及びマルチプレクサ６０２、６０４、６０６に供給される時間は、クロックがレーン２の対応する要素に供給されるときと比較して、レーン１について異なっていてもよい。この新規の方法により、レーン間のクロックスキューを有利に調整することができる。

[0053]図７は、本発明の実施形態による、マルチレーン送信機のレーン間のスキューを調整する例示的な方法７００を示す。７１０で、すべてのレーンに対するリセットライン、例えば、共通リセット信号６２０（図６）がアサートされる。７２０で、リセットラインのアサートに応答して、レーン内のクロック信号がゲートオフされる。７３０で、リセットラインは、すべてのカードにアサートされる。

[0054]７４０で、レーンクロック信号は、規定の遅延に従ってゲートオンされる。第１の通過プロセス７００についてデフォルトの遅延があってもよい。７５０で、スキュー検出回路、例えば、図５のスキュー調整システム５００が有効になる。７６０で、２つのレーン間にスキューが見られる場合、リセット遅延、例えば、可変遅延要素６１０（図６）によって生じる遅延が調整され、７１０でフローが継続される。

[0055]第２のレーンではなく第１のレーンのリセット遅延を調整すると、第１のレーンのレーン特有のクロック信号が第２のレーンのクロック信号に対してスキューされることを理解されたい。この新規の方法では、レーン間のクロックスキューを有利に調整することができる。

[0056]一実施形態において、スキューを調整することは、較正モードを有効にすること、及び第２の出力信号に対して第１の出力信号にオフセット調整プロセスを実行することを含む。

[0057]図８は、本発明の実施形態によるマルチレーン送信機のレーン間のスキューを検出するための例示的な有利なテストデータパターン８００を示す。本発明の実施形態によれば、テストパターンをテストパターン発生器６６０（図６）によって発生させ、Ｔｘバッファ６５０（図６）にロードし、２つのレーンを通して伝播させてスキューを判定することができる。

[0058]信号８０５は、主クロック信号、例えば、クロック６４０（図６）である。例示的なデータフレーム８１０、８１１は、レーン０とレーン１との間の４シンボルスキューを示す。テストデータ８２０は、５つのシンボルの期間と共にクロック信号を示す。テストデータ８２１は、テストデータ８２０に対して１シンボルだけオフセットした、５つのシンボルの期間と共にクロック信号を示す。

[0059]信号８３０は、信号８１０、８１１によって示される例示的なスキューについての位相周波数検出器の進み出力、例えば、図５の位相周波数検出器（ＰＦＤ）５５０のレジスタ５５１の出力を示す。信号８３１は、位相周波数検出器の遅れ出力、例えば、図５の位相周波数検出器（ＰＦＤ）５５０のレジスタ５５２を示す。一般に、位相周波数検出器の出力は、調整の大きさ及び方向を可変クロック開始遅延、例えば、図６の可変遅延６１０に通知する。

[0060]図８は、７つのシンボルの期間を含むテストデータ８４０、８４１をさらに示す。信号８５０、８５１は、信号８１０、８１１によって示される例示的なスキューについての位相周波数検出器の進み出力及び遅れ出力を示す。

[0061]本発明の実施形態によれば、マルチレーン送信機の複数のレーンを通して複数のテストデータパターンを送ることにより、レーン間の任意の所与のスキューを識別することができる。例えば、５シンボルテストデータ８２０、８２１は、２０シンボルスキューを識別することはできない。しかしながら、そのような２０シンボルスキューは、７シンボルテストデータ８４０、８４１によって識別される。同様に、７シンボルテストデータ８４０、８４１は、２８シンボルスキューを識別できないことがある。５シンボルテストデータ８２０、８２１が２８シンボルスキューを識別すると有利である。

[0062]本発明の実施形態によれば、シンボルテストデータの異なるシンボルサイズは、スキューの最大予想サイズよりも大きい最小公倍数を有する素数に基づいていてもよい。例えば、この例における５及び７のシンボルサイズテストデータは、３５（５×７）シンボルスキューまでのすべてのスキューを検出することができる。

[0063]本発明による実施形態は、光変調用の閉ループレーン同期のためのシステム及び方法を提供する。

[0064]本発明の様々な実施形態がこれにより説明されている。本発明を特定の実施形態において説明したが、本発明はこのような実施形態によって限定されるものと解釈すべきではなく、以下の特許請求の範囲に従って解釈すべきであることを理解されたい。

Claims (19)

1. データを伝送媒体上に結合するための複数のレーンであって、第１の変調ドライバ信号及び第２の変調ドライバ信号を含む第１のレーン、及び、第１の変調ドライバ信号及び第２の変調ドライバ信号を含む第２のレーンを含む、複数のレーンと、
   前記複数のレーンのうちの前記第１のレーンの第１の変調ドライバ信号に対応する変調ドライバの第１の出力と電気的に結合され、前記複数のレーンのうちの前記第２のレーンの第２の変調ドライバ信号に対応する変調ドライバの第２の出力と電気的に結合され、前記第１のレーンと前記第２のレーンと間のスキューを検出するように構成されており、前記第１の変調ドライバ信号及び前記第２の変調ドライバ信号は差動信号を構成する、スキュー検出器と、
   前記スキュー検出器によって制御され、前記第１のレーンにおいてクロック信号をゲートするリセット信号の遅延を調整することにより、前記複数のレーンのうちの前記第１のレーンの回路へクロック信号が供給される時間を調整するように構成されている可変遅延回路と
   を備える、シリアルリンクを介して信号を伝送するためのシステム。
2. 前記可変遅延回路が、前記複数のレーンのうちの前記第１のレーンの前記回路への前記クロック信号が供給される時間を調整して、前記レーン間の前記スキューを調整するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記複数のレーンのうちの２つの間の前記スキューを検出するために使用されるテストパターンを前記複数のレーンに供給するように構成されているテストパターン発生器をさらに備える、請求項２に記載のシステム。
4. 前記テストパターンが、異なる数のシンボルに基づく少なくとも２つのテストパターンを含む、請求項３に記載のシステム。
5. 前記少なくとも２つのテストパターンが異なる素数のシンボルを含む、請求項４に記載のシステム。
6. 前記少なくとも２つのテストパターンが、シンボルのスキューの予想サイズよりも大きいシンボル数の最小公倍数を含む、請求項４に記載のシステム。
7. 前記スキュー検出器が、任意の対のレーン間に意図しないスキューが検出される場合に、前記複数のレーンをリセットするための各レーンに供給される共通リセット信号を制御し、前記共通リセット信号をアサートするように構成されており、前記複数のレーンの各々における前記リセット信号は前記共通リセット信号に基づく、請求項４に記載のシステム。
8. データを伝送媒体上に結合するための複数のレーンであって、第１の変調ドライバ信号及び第２の変調ドライバ信号を含む第１のレーン、及び、第１の変調ドライバ信号及び第２の変調ドライバ信号を含む第２のレーンを含む、複数のレーンと、
   前記第１のレーンの前記第１の変調ドライバ信号及び前記第２のレーンの前記第２の変調ドライバ信号に対応する変調ドライバの出力の間のスキューを検出することに基づいて、前記複数のレーンのうちの前記第１のレーンと前記第２のレーンとの間のスキューを閉ループで調整するように構成されており、前記第１の変調ドライバ信号及び前記第２の変調ドライバ信号は差動信号を構成する、スキュー調整回路と、を備え、
   前記スキュー調整回路が、前記第１のレーン及び前記第２のレーンのいずれか一方における、クロック信号をゲートするリセット信号の遅延を調整することにより、レーンの回路へのクロック信号が供給される時間を調整させる可変遅延回路を含む、
   シリアルリンクを介して信号を伝送するためのシステム。
9. スキュー検出器が、前記スキュー調整回路及び前記複数のレーンの共通リセット信号を制御するために使用され、前記複数のレーンの各々における前記リセット信号は前記共通リセット信号に基づく、請求項８に記載のシステム。
10. 前記スキュー調整回路が、２つのレーン間に意図的なスキューを導入するように構成されている、請求項８に記載のシステム。
11. 複数の前記スキュー調整回路をさらに含み、
    前記複数のレーンのうちの２つ以上のレーン間のスキューが、すべてのレーン間のスキューを１度に１対ずつ連続して調整することによって、互いに対して調整される、請求項８に記載のシステム。
12. 前記スキュー調整回路が、複数のレーン間に意図的なスキューを導入するように構成されている、請求項８に記載のシステム。
13. スキュー検出器が、前記スキュー調整回路を制御して、１つのレーンへクロックが供給される時間を調整し、前記複数のレーンの共通リセット信号をアサートするために使用され、前記複数のレーンの各々における前記リセット信号は前記共通リセット信号に基づく、請求項８に記載のシステム。
14. 独立したデータを光伝送導波路上に結合するための複数のレーンと、
    スキュー検出器の出力に応答して、それぞれのレーンのスキューを調整するように構成されている、前記複数のレーンの各々のためのスキュー調整コンポーネントであって、前記スキュー検出器により制御され、クロック信号をゲートするリセット信号の遅延を調整することにより、前記複数のレーンのうちの１つの回路へクロック信号が供給される時間を調整させるように構成されている可変遅延回路を含む、スキュー調整コンポーネントと、を備え、
    前記スキュー検出器は、２つの隣り合うレーンの間のスキューを検出するように構成されており、
    前記スキュー検出器は、前記２つの隣り合うレーンに対応する変調ドライバの出力を感知するように構成されている、
    光シリアルリンクを介して信号を伝送するためのシステム。
15. 前記可変遅延回路が、前記複数のレーンのうちの１つの回路への前記クロック信号が供給される時間を調整して、前記レーン間の前記スキューを調整するように構成されている、請求項１４に記載のシステム。
16. 前記２つの隣り合うレーンの間の前記スキューを検出するために使用されるテストパターンを前記複数のレーンに供給するように構成されているテストパターン発生器をさらに備える、請求項１４に記載のシステム。
17. 前記テストパターンが、異なる数のシンボルに基づく少なくとも２つのテストパターンを含む、請求項１６に記載のシステム。
18. 前記スキュー検出器が、任意の対のレーン間に意図しないスキューが検出される場合に、前記複数のレーンをリセットするための共通リセット信号を制御し、前記共通リセット信号をアサートするように構成されており、前記複数のレーンの各々における前記リセット信号は前記共通リセット信号に基づく、請求項１４に記載のシステム。
19. 前記スキュー検出器が、前記スキュー調整コンポーネント及び前記複数のレーンの共通リセット信号を制御するために使用され、前記複数のレーンの各々における前記リセット信号は前記共通リセット信号に基づく、請求項１４に記載のシステム。