KR102204355B1 - Inter-symbol interference minimized Pulse Amplitude Modulation 4 receiver - Google Patents

Inter-symbol interference minimized Pulse Amplitude Modulation 4 receiver Download PDF

Info

Publication number
KR102204355B1
KR102204355B1 KR1020170148184A KR20170148184A KR102204355B1 KR 102204355 B1 KR102204355 B1 KR 102204355B1 KR 1020170148184 A KR1020170148184 A KR 1020170148184A KR 20170148184 A KR20170148184 A KR 20170148184A KR 102204355 B1 KR102204355 B1 KR 102204355B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pam
dfe
unit
data
error
Prior art date
Application number
KR1020170148184A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190052472A (en
Inventor
오원석
박강엽
Original Assignee
한국전자기술연구원
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 한국전자기술연구원 filed Critical 한국전자기술연구원
Priority to KR1020170148184A priority Critical patent/KR102204355B1/en
Publication of KR20190052472A publication Critical patent/KR20190052472A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102204355B1 publication Critical patent/KR102204355B1/en

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
    • H04L25/03Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03012Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain
    • H04L25/03019Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain adaptive, i.e. capable of adjustment during data reception
    • 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
    • H04L25/03Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03878Line equalisers; line build-out devices
    • 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

Abstract

본 발명은 심볼간 간섭이 최소화된 PAM-4 수신기가 개시된다. 본 발명의 PAM-4 수신기는 PAM-4 신호의 고주파수 피킹 및 부호 간 간섭을 필터링하는 연속시간 선형 이퀄라이저부, 연속시간 선형 이퀄라이저부로부터 필터링된 PAM-4 신호의 출력이 일정하게 유지되도록 조절하는 자동이득조절장치부, 자동이득조절장치부로부터 조절된 PAM-4 신호에 포함된 PAM-4 데이터의 판정치와 가중치를 합산한 후, 궤환 등화하여 신호 왜곡에 의해 발생되는 심볼 간의 오류가 감소되도록 보상하는 복수의 판정궤환등화기탭을 포함하는 판정궤환등화기부, 판정궤환등화기부로부터 수신된 PAM-4 데이터 및 오류 스트림을 직렬상태에서 병렬상태로 변환하는 직병렬변환기부 및 직병렬변환기부로부터 변환된 PAM-4 데이터 및 오류 스트림을 의사난수로 비트열을 검사하는 의사난수 비트열 검사부를 포함한다.The present invention discloses a PAM-4 receiver in which inter-symbol interference is minimized. The PAM-4 receiver of the present invention includes a continuous-time linear equalizer that filters high-frequency peaking and inter-code interference of the PAM-4 signal, and automatically adjusts the output of the filtered PAM-4 signal from the continuous-time linear equalizer to remain constant. After summing the judgment value and weight of the PAM-4 data included in the PAM-4 signal adjusted from the gain control unit and the automatic gain control unit, the feedback equalization is performed to compensate to reduce the error between symbols caused by signal distortion. The decision feedback equalizer unit including a plurality of decision feedback equalizer taps, the PAM-4 data received from the decision feedback equalizer unit and the error stream are converted from the serial-to-parallel converter unit and the serial-to-parallel converter unit to convert the serial state to the parallel state. It includes a pseudo-random bit sequence checker that checks the bit stream of the PAM-4 data and the error stream with a pseudo-random number.

Description

심볼간 간섭이 최소화된 PAM-4 수신기{Inter-symbol interference minimized Pulse Amplitude Modulation 4 receiver}PAM-4 receiver with minimized inter-symbol interference {Inter-symbol interference minimized Pulse Amplitude Modulation 4 receiver}

본 발명은 펄스진폭변조(Pulse-Amplitude Modulation, PAM) 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 임피던스 부정합 문제를 해결하고, 대역폭을 충분히 확보하는 심볼간 간섭이 최소화된 PAM-4 수신기에 관한 것이다.The present invention relates to a pulse-amplitude modulation (PAM) technology, and more particularly, to a PAM-4 receiver in which interference between symbols is minimized, which solves an impedance mismatch problem and sufficiently secures a bandwidth.

데이터 센터 및 정보통신 기업의 대역폭 수요가 증가함에 따라 채널당 56Gb/s까지 동작 가능한 광 인터페이스 표준규격에 대한 논의가 활발하다. 이러한 고속의 광 인터페이스를 구현하기 위해 종래의 NRZ(Non-Return-to-Zero) 방식의 단순변조가 아니라 펄스진폭변조와 같은 고효율의 멀티레벨 신호방식(Multi-Level Signaling) 변조기법이 필요하다.As the bandwidth demands of data centers and telecommunication companies increase, discussions on the standard specifications of optical interfaces capable of operating up to 56Gb/s per channel are active. In order to implement such a high-speed optical interface, a high-efficiency multi-level signaling modulation technique such as pulse amplitude modulation is required instead of simple modulation of the conventional non-return-to-zero (NRZ) method.

즉, 전체적인 전송 시스템의 성능을 향상시키기 위해서는 내부 칩과 칩 사이(Chip-to-Chip)의 통신 속도를 증가시켜야 한다. 이와 같이 상호접속(interconnection)에서 높은 전송용량을 충족하고, 채널의 효율성을 높이기 위해 멀티레벨의 진폭을 갖는 PAM과 같은 변조 기법이 사용된다.That is, in order to improve the performance of the overall transmission system, it is necessary to increase the communication speed between the internal chip and the chip (Chip-to-Chip). In this way, a modulation technique such as PAM having a multilevel amplitude is used to satisfy high transmission capacity and increase channel efficiency in the interconnection.

하지만 종래의 PAM 수신기에서 PCB(Printed Circuit Board) 기판과 연결부분에서 발생하는 임피던스 부정합에 의해 심각한 반사특성을 보였다. 이러한 반사는 높은 선형성을 요구하는 PAM 신호에서 치명적이고, 수신단의 연속시간 선형 이퀄라이저(Continuous-Time Linear Equalizer, CTLE) 또는 송신단의 피드포워드 이퀄라이저(Feed-Forward Equalizer, FFE)에 의해 효과적으로 해결하기 어려운 문제점이 있다.However, in a conventional PAM receiver, a serious reflection characteristic was exhibited due to an impedance mismatch occurring at a PCB (Printed Circuit Board) substrate and a connection part. These reflections are fatal in PAM signals that require high linearity, and are difficult to solve effectively by a continuous-time linear equalizer (CTLE) at the receiving end or a feed-forward equalizer (FFE) at the transmitting end. There is this.

한국등록특허공보 제10-1455095호(2014.10.21.)Korean Registered Patent Publication No. 10-1455095 (2014.10.21.)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 임피던스 부정합에 민감한 특성을 보였던 문제를 해결하고, 대역폭을 충분히 확보하여 신호대잡음비(signal to noise ratio, SNR) 불이익(penalty)을 극복할 수 있도록 부호 간 간섭(intersymbol interference, ISI)을 감소시키는 심볼간 간섭이 최소화된 PAM-4 수신기를 제공하는데 목적이 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to solve the problem that showed sensitivity to impedance mismatch, and to secure enough bandwidth to overcome the penalty of signal to noise ratio (SNR), intersymbol interference. , ISI) to reduce inter-symbol interference is minimized to provide a PAM-4 receiver.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 심볼간 간섭이 최소화된 PAM-4 수신기는 PAM-4(Pulse Amplitude Modulation 4) 신호의 고주파수 피킹(peaking) 및 부호 간 간섭(intersymbol interference)을 필터링하는 연속시간 선형 이퀄라이저(Continuous-Time Linear Equalizer, CTLE)부, 상기 연속시간 선형 이퀄라이저부로부터 필터링된 PAM-4 신호의 출력이 일정하게 유지되도록 조절하는 자동이득조절장치(Auto Gain Controller, AGC)부, 상기 자동이득조절장치부로부터 조절된 PAM-4 신호에 포함된 PAM-4 데이터의 판정치와 가중치를 합산한 후, 궤환 등화하여 신호 왜곡에 의해 발생되는 심볼 간의 오류가 감소되도록 보상하는 복수의 판정궤환등화기(Decision Feedback Equalizer, DFE)탭을 포함하는 판정궤환등화기부, 상기 판정궤환등화기부로부터 수신된 PAM-4 데이터 및 오류 스트림을 직렬상태에서 병렬상태로 변환하는 직병렬변환기부 및 상기 직병렬변환기부로부터 변환된 PAM-4 데이터 및 오류 스트림을 의사난수로 비트열을 검사하는 의사난수 비트열(Pseudo-Random Bit Sequence, PRBS) 검사부를 포함한다.In order to achieve the above object, the PAM-4 receiver with minimized inter-symbol interference according to an embodiment of the present invention prevents high frequency peaking and intersymbol interference of a Pulse Amplitude Modulation 4 (PAM-4) signal. Continuous-Time Linear Equalizer (CTLE) unit for filtering, Auto Gain Controller (AGC) that adjusts the output of the filtered PAM-4 signal from the continuous-time linear equalizer unit to be kept constant Part, a plurality of compensating to reduce the error between symbols caused by signal distortion by summing the decision value and weight of the PAM-4 data included in the PAM-4 signal adjusted by the automatic gain control unit, and then performing feedback equalization. Decision Feedback Equalizer (DFE) tab of the Decision Feedback Equalizer (DFE), a serial-to-parallel converter that converts PAM-4 data and error streams received from the Decision Feedback Equalizer from serial to parallel, and And a Pseudo-Random Bit Sequence (PRBS) tester that checks the bit stream of the PAM-4 data and the error stream converted by the serial-to-parallel converter using a pseudo-random number.

또한 상기 판정궤환등화기부는, 10개의 DFE탭을 포함하고, 상기 10개의 DFE탭이 포함된 짝수 및 홀수에 대한 PAM-4 데이터 경로를 지원하는 두 개의 전류전환회로(Current Mode Logic, CML)가 캐스케이드(cascade)로 연결된 전류합산회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the decision feedback equalizer unit includes 10 DFE taps, and two current conversion circuits (Current Mode Logic, CML) supporting PAM-4 data paths for even and odd numbers including the 10 DFE taps. It characterized in that it comprises a current summing circuit connected in a cascade (cascade).

또한 상기 전류합산회로는, 상기 두 개의 전류전환회로 중 하나에 해당되고, 상기 10개의 DFE탭 중 제3 DFE탭 내지 제10 DFE탭을 포함하는 제1 합산회로 및 상기 두 개의 전류전환회로 중 나머지 하나에 해당되고, 상기 10개의 DFE탭 중 제1 DFE탭 및 제2 DFE탭을 포함하는 제2 합산회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the current summing circuit corresponds to one of the two current conversion circuits, a first summing circuit including a third DFE tap to a tenth DFE tap among the 10 DFE taps, and the other of the two current conversion circuits. And a second summing circuit including a first DFE tap and a second DFE tap among the 10 DFE taps.

또한 상기 제2 합산회로는, 제1 DFE탭이 직접 피드백(direct feedback)되는 구조로 설계되어 짝수 및 홀수에 각각 해당되는 3개의 데이터 슬라이서(data slicer) 및 4개의 오류 슬라이서(error slicer)를 구동시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the second summing circuit is designed in a structure in which the first DFE tap is directly fed back and drives three data slicers and four error slicers corresponding to even and odd numbers, respectively. It is characterized by letting.

또한 상기 전류합산회로는, 짝수 및 홀수에 각각 해당되는 데이터 슬라이서로부터 생성된 3bit PAM-4 데이터 및 오류 슬라이서로부터 생성된 4bit 오류 스트림을 3bit 2진수 코드로 변환하는 디코더를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the current summing circuit further comprises a decoder for converting 3bit PAM-4 data generated from data slicers corresponding to even and odd numbers and a 4bit error stream generated from the error slicer into a 3bit binary code. .

또한 상기 디코더는, 역직렬화(deserialization) 이전의 스트림값을 이용하여 상기 4bit 오류 스트림 중 하나의 유효 스트림을 선택하는 것을 특징으로 한다.In addition, the decoder is characterized in that it selects one valid stream from among the 4-bit error streams by using a stream value before deserialization.

또한 상기 전류합산회로는, 제1 DFE탭, 제2 DFE탭, 제3 DFE탭 및 제4 DFE탭에 대한 PAM-4 데이터를 서모미터(thermometer) 인코딩으로 변환하고, 제5 DFE탭, 제6 DFE탭, 제7 DFE탭, 제8 DFE탭, 제9 DFE탭 및 제10 DFE탭에 대한 PAM-4 데이터를 2진 가중치로 변환하는 것을 특징으로 한다.In addition, the current summing circuit converts PAM-4 data for the first DFE tap, the second DFE tap, the third DFE tap, and the fourth DFE tap into thermometer encoding, and the fifth DFE tap and the sixth DFE tap It is characterized in that the PAM-4 data for the DFE tap, the 7th DFE tap, the 8th DFE tap, the 9th DFE tap, and the 10th DFE tap are converted into binary weights.

본 발명의 다른 실시예에 따른 심볼간 간섭이 최소화된 PAM-4 수신기는 PAM-4 신호의 고주파수 피킹 및 부호 간 간섭을 필터링하는 연속시간 선형 이퀄라이저부, 상기 연속시간 선형 이퀄라이저부로부터 필터링된 PAM-4 신호의 출력이 일정하게 유지되도록 조절하는 자동이득조절장치부, 상기 자동이득조절장치부로부터 조절된 PAM-4 신호에 포함된 PAM-4 데이터의 판정치와 가중치를 합산한 후, 궤환 등화하여 신호 왜곡에 의해 발생되는 심볼 간의 오류가 감소되도록 보상하는 복수의 탭을 포함하는 판정궤환등화기부;A PAM-4 receiver with minimized intersymbol interference according to another embodiment of the present invention includes a continuous-time linear equalizer that filters high-frequency peaking and inter-symbol interference of a PAM-4 signal, and a PAM-filtered from the continuous-time linear equalizer. 4 An automatic gain control unit that adjusts the output of the signal to be kept constant, and after adding the judgment value and weight of the PAM-4 data included in the PAM-4 signal adjusted from the automatic gain control unit, A decision feedback equalizer unit including a plurality of taps for compensating to reduce an error between symbols caused by signal distortion;

상기 판정궤환등화기부로부터 보상된 PAM-4 데이터 및 오류 스트림을 직렬상태에서 병렬상태로 변환하는 직병렬변환기부 및 상기 직병렬변환기부로부터 변환된 PAM-4 데이터 및 오류 스트림을 의사난수로 비트열을 검사하는 의사난수 비트열 검사부;를 포함하되, 상기 판정궤환등화기부로 전송하기 위한 클록신호의 주파수 위상을 고정하는 LC 위상고정루프(Phase-Locked Loop, PLL)부 및 상기 LC 위상고정루프부로부터 전송된 클록신호의 주파수 위상을 보간하여 상기 판정궤환등화기부로 전송하는 위상 인터폴레이션(Phase Interpolator)부를 더 포함한다.A serial-to-parallel converter unit for converting the PAM-4 data and error streams compensated from the decision feedback equalizer unit from a serial state to a parallel state, and the PAM-4 data and error streams converted from the serial-to-parallel converter unit as a pseudo-random number. Including a pseudo-random bit sequence inspection unit for checking the; LC phase-locked loop (Phase-Locked Loop, PLL) unit for fixing the frequency phase of the clock signal to be transmitted to the decision feedback equalizer unit and the LC phase-locked loop unit It further comprises a phase interpolator (Phase Interpolator) for interpolating the frequency phase of the clock signal transmitted from the signal to the decision feedback equalizer.

본 발명의 심볼간 간섭이 최소화된 PAM-4 수신기는 복수의 판정궤환등화기(Decision Feedback Equalizer, DFE)탭이 포함되도록 설계함으로써, 임피던스 부정합에 민감한 특성을 보였던 문제를 해결하고, 대역폭을 충분히 확보하여 부호 간 간섭을 감소시킬 수 있다.The PAM-4 receiver with minimized inter-symbol interference according to the present invention is designed to include a plurality of Decision Feedback Equalizer (DFE) taps, thereby solving the problem of being sensitive to impedance mismatch and ensuring sufficient bandwidth. Thus, interference between codes can be reduced.

이를 통해, 종래의 수신기에 비해 속도, 품질, 전력 소모 및 면적 등에 대한 성능을 향상시킬 수 있다.Through this, it is possible to improve performance in terms of speed, quality, power consumption, area, etc. compared to a conventional receiver.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 PAM-4 수신기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 DFE부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 DFE탭에 적용된 감지 증폭기 회로를 설명하기 위한 도면이다.
1 is a diagram illustrating a PAM-4 receiver according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining a DFE unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a sense amplifier circuit applied to the DFE tab of FIG. 2.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to elements of each drawing, note that the same elements are to have the same numerals as possible even if they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known configuration or function is apparent to those skilled in the art or may obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 PAM-4 수신기를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating a PAM-4 receiver according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, PAM-4 수신기(100)는 임피던스 부정합에 민감한 특성을 보였던 문제를 해결하고, 대역폭을 충분히 확보하여 SNR 불이익을 극복할 수 있도록 부호 간 간섭을 감소시킨다. 여기서, PAM-4 수신기(100)는 아날로그 기반의 수신기이고, 온칩(on-chip) 형태이다. PAM-4 수신기(100)는 연속시간 선형 이퀄라이저(Continuous-Time Linear Equalizer, CTLE)부(이하, ‘CTLE부’라 함)(10), 자동이득조절장치(Auto Gain Controller, AGC)부(이하, ‘AGC부’라 함)(20), 판정궤환등화기(Decision Feedback Equalizer, DFE)부(이하, ‘DFE부’라 함)(30), 직병렬변환기부(deserializer)(40) 및 의사난수 비트열(Pseudo-Random Bit Sequence, PRBS) 검사부(이하, ‘PRBS 검사부’라 함)를 포함하고, LC 위상고정루프(Phase-Locked Loop, PLL)부(이하, ‘PLL부’라 함)(60) 및 위상 인터폴레이션(Phase Interpolator)부(70)를 더 포함한다.Referring to FIG. 1, the PAM-4 receiver 100 solves the problem of exhibiting a characteristic sensitive to impedance mismatch, and reduces inter-code interference to overcome the SNR penalty by securing sufficient bandwidth. Here, the PAM-4 receiver 100 is an analog-based receiver and has an on-chip type. The PAM-4 receiver 100 includes a continuous-time linear equalizer (CTLE) unit (hereinafter referred to as'CTLE unit') (10) and an automatic gain controller (AGC) unit (hereinafter referred to as ,'AGC unit') (20), Decision Feedback Equalizer (DFE) unit (hereinafter referred to as'DFE unit') 30, deserializer unit 40 and doctor Including a Pseudo-Random Bit Sequence (PRBS) inspection unit (hereinafter referred to as'PRBS inspection unit'), and an LC phase-locked loop (PLL) unit (hereinafter referred to as'PLL unit') (60) and a phase interpolator (Phase Interpolator) unit 70 is further included.

CTLE부(10)는 PAM-4 수신기(100)의 수신단으로부터 수신된 PAM-4 신호에 대한 고주파수 피킹(peaking) 및 부호 간 간섭을 필터링을 한다. 즉, CTLE부(10)는 PAM-4 신호에 포함된 고주파수 피킹 및 부호 간 간섭을 제거한다. CTLE부(10)는 복수개 CTLE 소자를 포함하여 복수의 단계를 거치면서 고주파수 피킹 및 부호 간 간섭을 필터링할 수 있다. 이를 통해, CTLE부(10)는 DFE부(30)에서 포함되어야 하는 DFE탭의 개수를 감소시킬 수 있다.The CTLE unit 10 filters high-frequency peaking and inter-code interference for the PAM-4 signal received from the receiving end of the PAM-4 receiver 100. That is, the CTLE unit 10 removes high frequency peaking and inter-code interference included in the PAM-4 signal. The CTLE unit 10 may include a plurality of CTLE elements and filter high-frequency peaking and inter-symbol interference through a plurality of steps. Through this, the CTLE unit 10 may reduce the number of DFE taps to be included in the DFE unit 30.

여기서, 수신단 및 CTLE부(10) 사이에 임피던스 정합을 위한 종단 저항을 포함하는 ODT(On-die Termination) 및 충전된 전하가 접지될 때 방전시키는 정전기 방전(electrostatic discharge, ESD)을 더 포함한다.Here, it further includes an on-die termination (ODT) including a termination resistor for impedance matching between the receiving end and the CTLE unit 10 and an electrostatic discharge (ESD) discharged when the charged charge is grounded.

AGC부(20)는 CTLE부(10)로부터 필터링된 PAM-4 신호의 출력이 일정하게 유지되도록 조절한다. AGC부(20)는 PAM-4 신호의 세기를 감지하여 자동으로 이득을 조절한다. 이를 통해, AGC부(20)는 PAM-4 신호의 착신율을 높일 수 있다.The AGC unit 20 adjusts the output of the filtered PAM-4 signal from the CTLE unit 10 to be kept constant. The AGC unit 20 automatically adjusts the gain by sensing the strength of the PAM-4 signal. Through this, the AGC unit 20 may increase the reception rate of the PAM-4 signal.

DFE부(30)는 AGC부(20)로부터 조절된 PAM-4 신호에 포함된 PAM-4 데이터의 판정치와 가중치를 합산한 후, 궤환 등화하여 신호 왜곡에 의해 발생되는 심볼 간의 오류가 감쇠되도록 보상하는 복수의 DFE탭을 포함한다. 이 때, DFE부(30)는 1/2속도(half-rate)의 클록신호를 입력받아 구동된다. DFE부(30)는 데이터 슬라이싱(slicing) 및 오류 슬라이싱을 수행하여 샘플링된 4bit PAM-4 데이터 및 2bit 오류 스트림을 출력한다. DFE부(30)는 4bit PAM-4 데이터 및 2bit 오류 스트림을 14Gb/s 속도로 직병렬변환기부(40)로 전송할 수 있다. 여기서, DFE부(30)는 2개 이상의 DFE탭을 포함하고, 바람직하게는 10개의 DFE탭을 포함할 수 있다.The DFE unit 30 sums the determination values and weights of the PAM-4 data included in the PAM-4 signal adjusted from the AGC unit 20, and then performs feedback equalization so that errors between symbols caused by signal distortion are attenuated. Includes multiple DFE taps to compensate. At this time, the DFE unit 30 is driven by receiving a half-rate clock signal. The DFE unit 30 outputs the sampled 4bit PAM-4 data and 2bit error stream by performing data slicing and error slicing. The DFE unit 30 may transmit the 4bit PAM-4 data and the 2bit error stream to the serial/parallel converter unit 40 at a rate of 14Gb/s. Here, the DFE unit 30 includes two or more DFE taps, and preferably may include 10 DFE taps.

직병렬변환기부(40)는 DFE부(30)로부터 수신된 PAM-4 데이터 및 오류 스트림을 역직렬화(deserialize)한다. 즉, 직병렬변환기부(40)는 PAM-4 데이터 및 오류 스트림을 직렬상태에서 병렬상태로 변환한다. 이를 통해 직병렬변환기부(40)는 PAM-4 데이터를 4bit에서 128bit로 변환하고, 오류 스트림을 2bit에서 64bit로 변환한다. 직병렬변환기부(40)는 128bit PAM-4 데이터 및 64bit 오류 스트림을 437.5Mb/s 속도로 PRBS 검사부(50)로 전송할 수 있다.The serial-to-parallel converter unit 40 deserializes the PAM-4 data and the error stream received from the DFE unit 30. That is, the serial-to-parallel converter unit 40 converts the PAM-4 data and the error stream from the serial state to the parallel state. Through this, the serial-to-parallel converter unit 40 converts the PAM-4 data from 4 bits to 128 bits, and converts the error stream from 2 bits to 64 bits. The serial-to-parallel converter unit 40 may transmit 128-bit PAM-4 data and a 64-bit error stream to the PRBS inspection unit 50 at a rate of 437.5 Mb/s.

PRBS검사부(50)는 직병렬변환기부(40)로부터 변환된 PAM-4 데이터 및 오류 스트림을 의사난수(pseudo-random number)로 비트열을 검사한다. PRBS검사부(50)는 비트열을 검사함으로써, PAM-4 데이터 및 오류 스트림에 대한 신뢰성을 확보한다. PRBS검사부(50)는 데이터 저장 버퍼를 포함한다. 이를 통해, PRBS검사부(50)는 비트열을 검사한 PAM-4 데이터 및 오류 스트림을 데이터 저장 버퍼에 저장한다. The PRBS inspection unit 50 inspects the bit string of the PAM-4 data and the error stream converted from the serial-to-parallel converter unit 40 with a pseudo-random number. The PRBS inspection unit 50 secures the reliability of the PAM-4 data and the error stream by inspecting the bit string. The PRBS inspection unit 50 includes a data storage buffer. Through this, the PRBS inspection unit 50 stores the PAM-4 data and the error stream inspected for the bit string in the data storage buffer.

LC-PLL부(60)는 DFE부(30)로 전송하기 위한 클록신호의 주파수 위상을 고정한다. LC-PLL부(60)는 4개 위상의 주파수를 갖는 클록신호를 위상 인터폴레이션(70)로 전송하는 역할을 한다. 이 때, 전송된 클록신호는 14GHz의 주파수를 가질 수 있다.The LC-PLL unit 60 fixes the frequency phase of the clock signal to be transmitted to the DFE unit 30. The LC-PLL unit 60 serves to transmit a clock signal having a frequency of four phases to the phase interpolation 70. At this time, the transmitted clock signal may have a frequency of 14 GHz.

위상 인터폴레이션부(70)는 LC-PLL부(60)로부터 전송된 클록신호의 주파수 위상을 보간하여 DFE부(30)로 전송한다. 위상 인터폴레이션부(70)는 보간하는 과정에서 4개 위상 주파수를 갖는 클록신호를 2개 위상 주파수를 갖는 클록신호로 변환한다.The phase interpolation unit 70 interpolates the frequency phase of the clock signal transmitted from the LC-PLL unit 60 and transmits it to the DFE unit 30. The phase interpolation unit 70 converts a clock signal having four phase frequencies into a clock signal having two phase frequencies during interpolation.

한편, 오프칩 컨트롤러(off-chip controller)(200)는 외부에서 PAM-4 수신기(100)의 구동에 대한 제어를 한다. 오프칩 컨트롤러(200)는 전송속도 비율(buad-rate) 클록/데이터 복원(clock and data recovery, CDR) 및 PAM 레벨 적응(PAM level adaptation)을 수행한다. 오프칩 컨트롤러(200)는 전송속도 비율 클록/데이터 복원 기법을 통해 적절한 샘플링 포인트에서 데이터가 샘플링이 되도록 위상 인터폴레이션부(70)의 출력 위상을 제어한다. 오프칩 컨트롤러(200)는 PAM 레벨 적응 기법을 통해 슬라이서(slicer) 입력의 전압 레벨을 기초로 오류 슬라이서 및 데이터 임계값(threshold)을 조절한다. 또한 오프칩 컨트롤러(200)는 전송속도 비율 클록/데이터 복원 기법 및 PAM 레벨 적응 기법을 수행하기 위해 주기적으로 저장 데이터 버퍼에서 샘플링된 PAM-4 데이터 및 오류 스트림을 불러온다.Meanwhile, the off-chip controller 200 controls the driving of the PAM-4 receiver 100 from the outside. The off-chip controller 200 performs a buad-rate clock and data recovery (CDR) and PAM level adaptation. The off-chip controller 200 controls the output phase of the phase interpolation unit 70 so that data is sampled at an appropriate sampling point through a transmission rate ratio clock/data recovery technique. The off-chip controller 200 adjusts an error slicer and a data threshold based on a voltage level of a slicer input through a PAM level adaptation technique. In addition, the off-chip controller 200 periodically loads the sampled PAM-4 data and error stream from the storage data buffer in order to perform a transmission rate ratio clock/data recovery technique and a PAM level adaptation technique.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 DFE부를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a DFE unit according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, DFE부(30)는 복수의 DFE탭을 포함한다. 여기서, DFE부(30)는 10개의 DFE탭을 포함할 수 있다. DFE부(30)는 제1 DFE탭(h1), 제2 DFE탭(h2), 제3 DFE탭(h3), 제4 DFE탭(h4), 제5 DFE탭(h5), 제6 DFE탭(h6), 제7 DFE탭(h7), 제8 DFE탭(h8), 제9 DFE탭(h9) 및 제10 DFE탭(h10)을 포함할 수 있다. 1 and 2, the DFE unit 30 includes a plurality of DFE taps. Here, the DFE unit 30 may include 10 DFE taps. The DFE unit 30 includes a first DFE tab (h1), a second DFE tab (h2), a third DFE tab (h3), a fourth DFE tab (h4), a fifth DFE tab (h5), and a sixth DFE tab. (h6), a seventh DFE tab (h7), an eighth DFE tab (h8), a ninth DFE tab (h9), and a tenth DFE tab (h10).

DFE부(30)는 정확한 DFE 피드백 타이밍(timing)을 충족하기 위해, 제1 DFE탭 내지 제10 DFE탭이 포함된 짝수 및 홀수에 대한 PAM-4 데이터 경로를 지원하는 두 개의 전류전환회로(Current Mode Logic, CML)가 캐스케이드(cascade)로 연결된 전류합산회로를 포함한다. 즉, 전류전환회로는 제1 합산회로(31) 및 제2 합산회로(32)를 포함하고, 제1 합산회로(31)의 출력단이 제2 합산회로(32)의 입력단과 연결되는 구조로 설계된다. The DFE unit 30 supports two current conversion circuits supporting PAM-4 data paths for even and odd numbers including the first DFE tap to the tenth DFE tap in order to meet the accurate DFE feedback timing. Mode Logic, CML) includes a current summing circuit connected in a cascade. That is, the current conversion circuit is designed to include a first summing circuit 31 and a second summing circuit 32, and the output terminal of the first summing circuit 31 is connected to the input terminal of the second summing circuit 32 do.

제1 합산회로(31)는 전류전환회로의 입력단을 포함하고, 10개의 DFE탭 중 제3 DFE탭 내지 제10 DFE탭을 포함한다. 제1 합산회로(31)는 제3 DFE탭 내지 제10 DFE탭에 해당하는 각 탭이 짝수 및 홀수에 대한 PAM-4 데이터가 구분되도록 설계된다. The first summing circuit 31 includes an input terminal of the current conversion circuit, and includes a third DFE tap to a tenth DFE tap among 10 DFE taps. The first summing circuit 31 is designed so that PAM-4 data for even and odd numbers are classified in each tap corresponding to the third DFE tap to the tenth DFE tap.

제2 합산회로(32)는 제1 합산회로(31)의 출력단과 연결되고, 전류전환회로의 출력단을 포함하며, 10개의 DFE탭 중 제1 DFE탭 및 제2 DFE탭을 포함한다. 제2 합산회로(32)는 제1 DFE탭 및 제2 DFE탭에 해당하는 각 탭이 짝수 및 홀수에 대한 PAM-4 데이터가 구분되도록 설계된다.The second summing circuit 32 is connected to the output terminal of the first summing circuit 31, includes an output terminal of the current conversion circuit, and includes a first DFE tap and a second DFE tap among 10 DFE taps. The second summing circuit 32 is designed so that PAM-4 data for even and odd numbers are classified in each tap corresponding to the first DFE tap and the second DFE tap.

여기서, 제2 합산회로(32)는 합산노드의 부하를 줄이고, 전력 소모를 최소화하며, 설계의 복잡성을 줄이기 위해, 종래에 널리 사용된 추론 방식이 아닌 제1 DEF탭이 직접 피드백(direct feedback)되는 구조로 설계된다. 이를 통해, 제2 합산회로(32)는 짝수 및 홀수에 각각 해당되는 3개의 데이터 슬라이서(data slicer)(DL, DZ, DH)(33) 및 4개의 오류 슬라이서(error slicer)(ELN, EHN, ELP, EHP)(34)를 구동시킨다.Here, in the second summing circuit 32, in order to reduce the load of the summing node, minimize power consumption, and reduce design complexity, the first DEF tap is not a widely used inference method, but directly feedback. It is designed in a structure that can be used. Through this, the second summing circuit 32 includes three data slicers (DL, DZ, DH) 33 and four error slicers (ELN, EHN, respectively) corresponding to even and odd numbers. ELP, EHP) 34 is driven.

전류합산회로는 제1 DFE탭, 제2 DFE탭, 제3 DFE탭 및 제4 DFE탭에 대한 PAM-4 데이터를 서모미터(thermometer) 인코딩으로 변환하여 고속 DFE 피드백 신호들의 부하를 감소시킨다. 전류합산회로는 제5 DFE탭, 제6 DFE탭, 제7 DFE탭, 제8 DFE탭, 제9 DFE탭 및 제10 DFE탭에 대한 PAM-4 데이터를 2진 가중치로 변환한다.The current summing circuit converts PAM-4 data for the first DFE tap, the second DFE tap, the third DFE tap, and the fourth DFE tap into thermometer encoding to reduce the load of high-speed DFE feedback signals. The current summing circuit converts PAM-4 data for the 5th DFE tap, the 6th DFE tap, the 7th DFE tap, the 8th DFE tap, the 9th DFE tap and the 10th DFE tap into binary weights.

전합합산회로는 짝수 및 홀수에 각각 해당되는 데이터 슬라이서(33)로부터 생성된 3bit PAM-4 데이터 및 오류 슬라이서(34)로부터 생성된 4bit 오류 스트림을 3bit 2진수 코드로 변환하는 디코더(35)를 더 포함한다. 여기서, 3bit 2진수 코드는 2bit PAM-4 데이터 및 1bit 오류 스트림이다. 이 때, 디코더(35)는 역직렬화(deserialization) 이전의 스트림값을 이용하여 4bit 오류 스트림 중 하나의 유효 스트림을 선택한다. 디코더(35)는 변환된 3bit 2진수 코드를 직병렬변환기부(40)로 전송한다. The total summation circuit further includes a decoder 35 for converting the 3bit PAM-4 data generated from the data slicer 33 corresponding to even and odd numbers and the 4bit error stream generated from the error slicer 34 into a 3bit binary code. Include. Here, the 3-bit binary code is a 2-bit PAM-4 data and 1-bit error stream. At this time, the decoder 35 selects one valid stream from among the 4-bit error streams by using the stream value before deserialization. The decoder 35 transmits the converted 3-bit binary code to the serial-to-parallel converter unit 40.

도 3은 도 2의 DFE탭에 적용된 감지 증폭기 회로를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a sense amplifier circuit applied to the DFE tab of FIG. 2.

도 2 및 도 3을 참조하면, 일반적으로, 제2 합산회로(32)의 출력노드에 직접 제1 DFE탭의 피드백 타이밍을 맞추는 것은 회로 구현에 있어서 심각한 문제를 일으킨다. 따라서, DFE부(30)의 DFE탭에 적용된 감지 증폭기는 제1 DFE탭 경로에 최적화된 속도가 맞춰지도록 설계된다. 즉, 데이터 슬라이서(33)는 직접적으로 마스터 latch 출력인 QP 및 QN을 지연하고, 사전 충전(pre-charged)된 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 인버터 증폭기를 통해 제2 합산회로(32)의 제1 DFE탭에 전달한다.2 and 3, in general, matching the feedback timing of the first DFE tap directly to the output node of the second summing circuit 32 causes a serious problem in circuit implementation. Accordingly, the sense amplifier applied to the DFE tap of the DFE unit 30 is designed so that the optimized speed is matched to the first DFE tap path. That is, the data slicer 33 directly delays the QP and QN outputs of the master latch, and uses a pre-charged complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) inverter amplifier. 1 Pass it to the DFE tab.

여기서, 클록신호가 하강 엣지(edge)인 경우, 제1 DFE탭의 출력 양극성은 공통모드(common mode)탭 전류를 제2 합산회로(32)에 인가하기 위해 전원 전압으로 사전 충전된다. 클록신호가 상승 엣지인 경우, 제1 DFE탭의 의사(pseudo) 차동출력은 출력되기 시작하다가 마지막에 제1 DFE탭 전류를 제2 합산회로(32) 출력으로 흐르도록 하는 컴플리멘터리 레일투레일(complimentary rail-to-to) 신호로 고정된다.Here, when the clock signal is a falling edge, the output polarity of the first DFE tap is precharged with a power supply voltage to apply a common mode tap current to the second summing circuit 32. When the clock signal is at the rising edge, the pseudo differential output of the first DFE tap starts to be output, and finally, the first DFE tap current flows to the output of the second summing circuit 32. It is fixed as a complimentary rail-to-to signal.

한편, 감지 증폭기의 재생성 단계에서 제2 합산회로(32)의 제1 DFE탭의 전류전환회로 마지막 노드(tail node)가 디핑(dipping)되는 것을 방지하기 위해 사전 충전이 해지는 타이밍은 두 개의 인버터에 의한 샘플링 엣지보다 지연된다. 이를 통해, 제2 합산회로(32)는 안정화를 이룰 수 있다.Meanwhile, in order to prevent the tail node of the current conversion circuit of the first DFE tap of the second summing circuit 32 from dipping in the regeneration stage of the sense amplifier, the timing at which pre-charging is performed is applied to the two inverters. Delayed by the sampling edge. Through this, the second summing circuit 32 can be stabilized.

제2 DFE탭의 출력은 샘플링된 데이터를 정하는 키퍼(keeper) 래치(latch)에서 불러온다. 이 때, 4개의 오류 슬라이서(34)는 타이밍을 충족할 필요가 없으므로, 전력 소모를 줄이기 위해 더 작은 소자로 기존에 사용되던 마스터-슬레이브 스트롱암(StrongArm) 감지 증폭기로 설계된다. The output of the second DFE tap is called from a keeper latch that determines sampled data. At this time, since the four error slicers 34 do not need to meet the timing, they are designed as a master-slave StrongArm sense amplifier previously used as a smaller device to reduce power consumption.

따라서, 데이터 슬라이서(33) 및 오류 슬라이서(34)의 샘플링 애퍼처(aperture) 타이밍은 최적의 클록/데이터 복원 락(lock) 위치를 벗어난 샘플링 클록신호의 위상에서 시스테메틱 오프셋(systematic offset)을 방지하기 위해 특성화되는 것과 일치된다.Therefore, the sampling aperture timing of the data slicer 33 and the error slicer 34 is a systematic offset from the phase of the sampling clock signal out of the optimal clock/data recovery lock position. Match what is characterized to prevent.

전술된 바와 같이, 종래의 DFE 기능이 있는 수신기는 NRZ 변조를 이용하거나 ADC(analog-digital converter) 기반의 DFE를 포함하는 PAM-4를 사용함으로써, 면적과 전력소모 측면에서 불리하고, 임피던스 부정합에 민감한 특성을 보였다. 하지만 본 발명의 PAM-4 수신기(100)는 종래의 수신기와 비교하여 데이터 속도, 품질, 전력 소모 및 면적 등에서 성능을 향상시켰다. As described above, the conventional receiver with the DFE function is disadvantageous in terms of area and power consumption by using NRZ modulation or PAM-4 including an analog-digital converter (ADC)-based DFE, and is disadvantageous in terms of impedance mismatch. It showed sensitive characteristics. However, the PAM-4 receiver 100 of the present invention has improved performance in terms of data rate, quality, power consumption, and area compared to a conventional receiver.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.Although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and without departing from the gist of the present invention claimed in the claims, in the technical field to which the present invention pertains. Anyone of ordinary skill in the art can implement various modifications, as well as such modifications will be within the scope of the claims.

10: CTLE부
20: AGC부
30: DFE부
31: 제1 합산회로
32: 제2 합산회로
33: 데이터 슬라이서
34: 오류 슬라이서
35: 디코더
40: 직병렬변환기부
50: PRBS 검사부
60: LC-PLL부
70: 위상 인터폴레이션부
100: PAM-4 수신기
200: 오프칩 컨트롤러
10: CTLE part
20: AGC unit
30: DFE part
31: first summing circuit
32: second summing circuit
33: data slicer
34: error slicer
35: decoder
40: serial-to-parallel converter unit
50: PRBS inspection unit
60: LC-PLL part
70: phase interpolation unit
100: PAM-4 receiver
200: off-chip controller

Claims (8)

PAM-4(Pulse Amplitude Modulation 4) 신호의 고주파수 피킹(peaking) 및 부호 간 간섭(intersymbol interference)을 필터링하는 연속시간 선형 이퀄라이저(Continuous-Time Linear Equalizer, CTLE)부;
상기 연속시간 선형 이퀄라이저부로부터 필터링된 PAM-4 신호의 출력이 일정하게 유지되도록 조절하는 자동이득조절장치(Auto Gain Controller, AGC)부;
상기 자동이득조절장치부로부터 조절된 PAM-4 신호에 포함된 PAM-4 데이터의 판정치와 가중치를 합산한 후, 궤환 등화하여 신호 왜곡에 의해 발생되는 심볼 간의 오류가 감소되도록 보상하는 복수의 판정궤환등화기(Decision Feedback Equalizer, DFE)탭을 포함하는 판정궤환등화기부;
상기 판정궤환등화기부로부터 수신된 PAM-4 데이터 및 오류 스트림을 직렬상태에서 병렬상태로 변환하는 직병렬변환기부; 및
상기 직병렬변환기부로부터 변환된 PAM-4 데이터 및 오류 스트림을 의사난수로 비트열을 검사하는 의사난수 비트열(Pseudo-Random Bit Sequence, PRBS) 검사부;를 포함하되,
상기 판정궤환등화기부는,
10개의 DFE탭을 포함하고, 상기 10개의 DFE탭이 포함된 짝수 및 홀수에 대한 PAM-4 데이터 경로를 지원하는 두 개의 전류전환회로(Current Mode Logic, CML)가 캐스케이드(cascade)로 연결된 전류합산회로;를 포함하고,
상기 전류합산회로는,
상기 두 개의 전류전환회로 중 하나에 해당되고, 상기 10개의 DFE탭 중 제3 DFE탭 내지 제10 DFE탭을 포함하는 제1 합산회로; 및
상기 두 개의 전류전환회로 중 나머지 하나에 해당되고, 상기 10개의 DFE탭 중 제1 DFE탭 및 제2 DFE탭을 포함하는 제2 합산회로;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 심볼간 간섭이 최소화된 PAM-4 수신기.
A Continuous-Time Linear Equalizer (CTLE) unit for filtering high frequency peaking and intersymbol interference of a Pulse Amplitude Modulation 4 (PAM-4) signal;
An automatic gain controller (AGC) unit for adjusting the output of the filtered PAM-4 signal from the continuous-time linear equalizer unit to be kept constant;
After summing the judgment value and weight of the PAM-4 data included in the PAM-4 signal adjusted by the automatic gain control unit, feedback equalization is performed to compensate for reducing the error between symbols caused by signal distortion. A decision feedback equalizer unit including a Decision Feedback Equalizer (DFE) tab;
A serial-to-parallel converter for converting the PAM-4 data and error streams received from the decision feedback equalizer from a serial state to a parallel state; And
Including; a Pseudo-Random Bit Sequence (PRBS) test unit for checking a bit sequence of the PAM-4 data and the error stream converted from the serial-to-parallel converter unit with a pseudo-random number,
The decision feedback equalizer unit,
Includes 10 DFE taps and includes two current mode logic (CML) cascaded currents that support the PAM-4 data path for even and odd numbers including the 10 DFE taps. Circuit; includes,
The current summing circuit,
A first summing circuit corresponding to one of the two current conversion circuits and including a third DFE tap to a tenth DFE tap among the ten DFE taps; And
A second summing circuit corresponding to the remaining one of the two current conversion circuits and including a first DFE tap and a second DFE tap among the 10 DFE taps;
PAM-4 receiver with minimized inter-symbol interference, comprising a.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제2 합산회로는,
제1 DFE탭이 직접 피드백(direct feedback)되는 구조로 설계되어 짝수 및 홀수에 각각 해당되는 3개의 데이터 슬라이서(data slicer) 및 4개의 오류 슬라이서(error slicer)를 구동시키는 것을 특징으로 하는 심볼간 간섭이 최소화된 PAM-4 수신기.
The method of claim 1,
The second summing circuit,
Intersymbol interference, characterized in that the first DFE tap is designed in a structure in which direct feedback is provided to drive three data slicers and four error slicers corresponding to even and odd numbers, respectively. This minimized PAM-4 receiver.
제 4항에 있어서,
상기 전류합산회로는,
짝수 및 홀수에 각각 해당되는 데이터 슬라이서로부터 생성된 3bit PAM-4 데이터 및 오류 슬라이서로부터 생성된 4bit 오류 스트림을 3bit 2진수 코드로 변환하는 디코더;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 심볼간 간섭이 최소화된 PAM-4 수신기.
The method of claim 4,
The current summing circuit,
A decoder for converting 3bit PAM-4 data generated from data slicers corresponding to even and odd numbers and 4bit error streams generated from error slicers into 3bit binary code;
PAM-4 receiver with minimized inter-symbol interference, characterized in that it further comprises.
제 5항에 있어서,
상기 디코더는,
역직렬화(deserialization) 이전의 스트림값을 이용하여 상기 4bit 오류 스트림 중 하나의 유효 스트림을 선택하는 것을 특징으로 하는 심볼간 간섭이 최소화된 PAM-4 수신기.
The method of claim 5,
The decoder,
A PAM-4 receiver with minimized inter-symbol interference, characterized in that selecting one valid stream from among the 4-bit error streams by using a stream value before deserialization.
제 1항에 있어서,
상기 전류합산회로는,
제1 DFE탭, 제2 DFE탭, 제3 DFE탭 및 제4 DFE탭에 대한 PAM-4 데이터를 서모미터(thermometer) 인코딩으로 변환하고, 제5 DFE탭, 제6 DFE탭, 제7 DFE탭, 제8 DFE탭, 제9 DFE탭 및 제10 DFE탭에 대한 PAM-4 데이터를 2진 가중치로 변환하는 것을 특징으로 하는 심볼간 간섭이 최소화된 PAM-4 수신기.
The method of claim 1,
The current summing circuit,
PAM-4 data for the first DFE tab, the second DFE tab, the third DFE tab, and the fourth DFE tab are converted into thermometer encoding, and the 5th DFE tab, the 6th DFE tab, and the 7th DFE tab And converting PAM-4 data for the 8th DFE tap, the 9th DFE tap, and the 10th DFE tap into binary weights.
PAM-4 신호의 고주파수 피킹 및 부호 간 간섭을 필터링하는 연속시간 선형 이퀄라이저부;
상기 연속시간 선형 이퀄라이저부로부터 필터링된 PAM-4 신호의 출력이 일정하게 유지되도록 조절하는 자동이득조절장치부;
상기 자동이득조절장치부로부터 조절된 PAM-4 신호에 포함된 PAM-4 데이터의 판정치와 가중치를 합산한 후, 궤환 등화하여 신호 왜곡에 의해 발생되는 심볼 간의 오류가 감소되도록 보상하는 복수의 탭을 포함하는 판정궤환등화기부;
상기 판정궤환등화기부로부터 보상된 PAM-4 데이터 및 오류 스트림을 직렬상태에서 병렬상태로 변환하는 직병렬변환기부;
상기 직병렬변환기부로부터 변환된 PAM-4 데이터 및 오류 스트림을 의사난수로 비트열을 검사하는 의사난수 비트열 검사부;
상기 판정궤환등화기부로 전송하기 위한 클록신호의 주파수 위상을 고정하는 LC 위상고정루프(Phase-Locked Loop, PLL)부; 및
상기 LC 위상고정루프부로부터 전송된 클록신호의 주파수 위상을 보간하여 상기 판정궤환등화기부로 전송하는 위상 인터폴레이션(Phase Interpolator)부;를 포함하되,
상기 판정궤환등화기부는,
10개의 DFE탭을 포함하고, 상기 10개의 DFE탭이 포함된 짝수 및 홀수에 대한 PAM-4 데이터 경로를 지원하는 두 개의 전류전환회로가 캐스케이드로 연결된 전류합산회로;를 포함하고,
상기 전류합산회로는,
상기 두 개의 전류전환회로 중 하나에 해당되고, 상기 10개의 DFE탭 중 제3 DFE탭 내지 제10 DFE탭을 포함하는 제1 합산회로; 및
상기 두 개의 전류전환회로 중 나머지 하나에 해당되고, 상기 10개의 DFE탭 중 제1 DFE탭 및 제2 DFE탭을 포함하는 제2 합산회로;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 심볼간 간섭이 최소화된 PAM-4 수신기.
A continuous-time linear equalizer for filtering high-frequency peaking and inter-code interference of the PAM-4 signal;
An automatic gain control unit for adjusting the output of the filtered PAM-4 signal from the continuous-time linear equalizer unit to be kept constant;
A plurality of taps for compensating so that errors between symbols caused by signal distortion are reduced by summing the determination values and weights of PAM-4 data included in the PAM-4 signal adjusted by the automatic gain control unit, and equalizing feedback Decision feedback equalizer unit comprising a;
A serial-to-parallel converter for converting the PAM-4 data and error streams compensated by the decision feedback equalizer from a serial state to a parallel state;
A pseudo-random bit sequence test unit for checking a bit stream with a pseudo random number on the PAM-4 data and the error stream converted by the serial-to-parallel converter unit;
An LC phase-locked loop (PLL) unit for fixing a frequency phase of a clock signal to be transmitted to the decision feedback equalizer unit; And
Including; a phase interpolator (Phase Interpolator) for interpolating the frequency phase of the clock signal transmitted from the LC phase-locked loop unit and transmits it to the decision feedback equalizer unit,
The decision feedback equalizer unit,
Includes 10 DFE taps, and a current summing circuit in which two current conversion circuits are cascaded to support PAM-4 data paths for even and odd numbers including the 10 DFE taps,
The current summing circuit,
A first summing circuit corresponding to one of the two current conversion circuits and including a third DFE tap to a tenth DFE tap among the ten DFE taps; And
A second summing circuit corresponding to the remaining one of the two current conversion circuits and including a first DFE tap and a second DFE tap among the 10 DFE taps;
PAM-4 receiver with minimized inter-symbol interference, comprising a.
KR1020170148184A 2017-11-08 2017-11-08 Inter-symbol interference minimized Pulse Amplitude Modulation 4 receiver KR102204355B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170148184A KR102204355B1 (en) 2017-11-08 2017-11-08 Inter-symbol interference minimized Pulse Amplitude Modulation 4 receiver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170148184A KR102204355B1 (en) 2017-11-08 2017-11-08 Inter-symbol interference minimized Pulse Amplitude Modulation 4 receiver

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190052472A KR20190052472A (en) 2019-05-16
KR102204355B1 true KR102204355B1 (en) 2021-01-18

Family

ID=66671889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170148184A KR102204355B1 (en) 2017-11-08 2017-11-08 Inter-symbol interference minimized Pulse Amplitude Modulation 4 receiver

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102204355B1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110300076B (en) * 2019-07-24 2022-05-31 南方科技大学 Feed forward equalizer for PAM-4 modulation format
FR3101218B1 (en) * 2019-09-23 2022-07-01 Macom Tech Solutions Holdings Inc EQUALIZER ADAPTATION BASED ON EYE MONITORING DEVICE MEASUREMENTS
CN115191090A (en) 2020-01-10 2022-10-14 Macom技术解决方案控股公司 Optimal equalization partitioning
KR102343846B1 (en) 2020-10-15 2021-12-24 서울시립대학교 산학협력단 Method of adaptively training pam4 receiver using training data patterns
KR102294184B1 (en) 2020-09-02 2021-08-25 서울시립대학교 산학협력단 Pam4 receiver including adaptive continuous-time linear equalizer
US11277286B1 (en) 2020-09-02 2022-03-15 University Of Seoul Industry Cooperation Foundation PAM4 receiver including adaptive continuous-time linear equalizer and method of adaptively training the same using training data patterns
KR102410192B1 (en) * 2020-12-01 2022-06-20 고려대학교 산학협력단 Single-ended receiver using sample and hold circuit and operation method thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000062470A1 (en) * 1999-04-14 2000-10-19 Saphire Communications, Inc. Universal synchronous network system for internet processor and web operating environment

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001156873A (en) * 1999-11-22 2001-06-08 Mitsubishi Electric Corp Communication method and communication device
US8903250B2 (en) 2010-08-20 2014-12-02 Broadcom Corporation Cost-effective multi-rate upstream for 10GEPON based on high efficiency coding
US20140281071A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Jianping Jane Xu Optical memory extension architecture

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000062470A1 (en) * 1999-04-14 2000-10-19 Saphire Communications, Inc. Universal synchronous network system for internet processor and web operating environment

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190052472A (en) 2019-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102204355B1 (en) Inter-symbol interference minimized Pulse Amplitude Modulation 4 receiver
US9647857B2 (en) Digital transmitter
Farjad-Rad et al. A 0.4-/spl mu/m CMOS 10-Gb/s 4-PAM pre-emphasis serial link transmitter
US8743945B2 (en) Shift register based downsampled floating tap decision feedback equalization
EP1618597B1 (en) Partial response receiver
US9455848B1 (en) DFE-skewed CDR circuit
Yamaguchi et al. 12Gb/s duobinary signaling with/spl times/2 oversampled edge equalization
US7924912B1 (en) Method and apparatus for a unified signaling decision feedback equalizer
US9929883B2 (en) Receiver with duobinary mode of operation
US11652673B2 (en) Decision feedback equalization embedded in slicer
US9219625B2 (en) Decision feedback equalization slicer with enhanced latch sensitivity
US10728060B2 (en) Two-step feed-forward equalizer for voltage-mode transmitter architecture
US7668238B1 (en) Method and apparatus for a high speed decision feedback equalizer
US20080219390A1 (en) Receiver Circuit
US10728059B1 (en) Parallel mixed-signal equalization for high-speed serial link
US9225561B2 (en) Pipelined charge redistribution decision feedback equalizer (DFE) for a receiver
US8160179B2 (en) Cross-over compensation by selective inversion
CN109873778B (en) Linear feedback equalizer
US7668239B2 (en) System and method for transmit timing precompensation for a serial transmission communication channel
Chun et al. A PAM-8 wireline transceiver with receiver side PWM (time-domain) feed forward equalization operating from 12-to-39.6 Gb/s in 65nm CMOS
US20080215947A1 (en) Debug Circuit and a Method of Debugging
Ahmed et al. Time-Based Optical Receiver Featuring a Linear Current-to-Time Conversion with Equalization
Chun Design of Energy-Efficient Equalization and Data Encoding/DecodingTechniques for Wireline Communication Systems
EP1626547A2 (en) Partial response receiver
SUBCOMMITTEE Session 6 Overview: Ultra-High-Speed Wireline

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant