RU2558609C2 - Servo feedback transmitter - Google Patents

Servo feedback transmitter Download PDF

Info

Publication number
RU2558609C2
RU2558609C2 RU2013127586/08A RU2013127586A RU2558609C2 RU 2558609 C2 RU2558609 C2 RU 2558609C2 RU 2013127586/08 A RU2013127586/08 A RU 2013127586/08A RU 2013127586 A RU2013127586 A RU 2013127586A RU 2558609 C2 RU2558609 C2 RU 2558609C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transmitter
analog converter
decoder
digital
additional digital
Prior art date
Application number
RU2013127586/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013127586A (en
Inventor
Артем Евгеньевич Агафонов
Александр Владимирович Ларионов
Ольга Вячеславовна Сысоева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-исследовательский институт системных исследований Российской академии наук (НИИСИ РАН)
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-исследовательский институт системных исследований Российской академии наук (НИИСИ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-исследовательский институт системных исследований Российской академии наук (НИИСИ РАН)
Priority to RU2013127586/08A priority Critical patent/RU2558609C2/en
Publication of RU2013127586A publication Critical patent/RU2013127586A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2558609C2 publication Critical patent/RU2558609C2/en

Links

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: invention relates to switching media for computer systems and can be used as a component part of a high-speed serial multichannel transceiver. The servo feedback transmitter comprises a clock generator connected to a phase-locked-loop frequency control, a multiplexer connected to a controller, a shift register, a pulse response controller, a pulse response controller decoder, an output buffer, a stable current source, a main digital-to-analogue converter, wherein the transmitter is provided with an additional digital-to-analogue converter and a decoder for the additional digital-to-analogue converter, connected to a receiver, to control the minimum allowable swing of the differential voltage of the output signal of the transmitter from the current receiver intersymbol interference correction depth.
EFFECT: low transmitter power consumption.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области коммутационных сред для вычислительных систем и может быть использовано как составная часть высокоскоростного последовательного мультиканального приемопередатчика.The invention relates to the field of switching environments for computing systems and can be used as part of a high-speed serial multi-channel transceiver.

Известен передатчик с обратной связью, состоящий из тактового генератора, мультиплексора, сдвигового регистра, регулятора импульсной характеристики, выходного буфера, источника стабильного тока, основного цифроаналогового преобразователя, связанного с контроллером, приемником и фазовой автоподстройкой частоты (Beukema Т., Soma M., Sekandr К.A 6.4-Gb/s CMOS serdes core with feed-forward and decision-feedback equalization. // IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 40, pp.2633-2645, Dec. 2005.)A known feedback transmitter consisting of a clock generator, a multiplexer, a shift register, an impulse response controller, an output buffer, a stable current source, a main digital-to-analog converter connected to a controller, receiver, and phase-locked loop (Beukema T., Soma M., Sekandr K.A. 6.4-Gb / s CMOS serdes core with feed-forward and decision-feedback equalization. // IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 40, pp. 2633-2645, Dec. 2005.)

Недостатком описанного передатчика является достаточно большая потребляемая мощность, поскольку отсутствует зависимость размаха дифференциального напряжения выходного сигнала от текущей глубины коррекции межсимвольной интерференции.The disadvantage of the described transmitter is a rather large power consumption, since there is no dependence of the amplitude of the differential voltage of the output signal on the current depth of correction of intersymbol interference.

Задачей изобретения является обеспечение работы устройства для мультиканальных приемопередающих систем, а также систем на кристалле.The objective of the invention is to ensure the operation of the device for multichannel transceiver systems, as well as systems on a chip.

Указанный задача решается тем, что передатчик со следящей обратной связью, состоящий из тактового генератора, мультиплексора, сдвигового регистра, регулятора импульсной характеристики, декодера регулятора импульсной характеристики, выходного буфера, источника стабильного тока, основного цифроаналогового преобразователя, связанного с контроллером, приемником и фазовой автоподстройкой частоты, согласно изобретению снабжен дополнительным цифроаналоговым преобразователем, связанным с выходным буфером, и декодером дополнительного цифроаналогового преобразователя, связанного с приемником, для обеспечения контроля минимально допустимого размаха дифференциального напряжения выходного сигнала передатчика от текущей глубины коррекции межсимвольной интерференции приемника.This problem is solved in that the servo feedback transmitter, consisting of a clock generator, multiplexer, shift register, impulse response regulator, impulse response regulator decoder, output buffer, stable current source, main digital-to-analog converter connected to the controller, receiver, and phase-locked loop frequency, according to the invention is equipped with an additional digital-to-analog Converter associated with the output buffer, and an additional qi decoder roanalogovogo converter associated with the receiver to monitor minimum amplitude of the transmitter output signal of a differential voltage to current receiver depth correction intersymbol interference.

Технический результат от использования изобретения состоит в уменьшении потребляемой мощности передатчика путем обеспечения работы устройства для мультиканальных приемопередающих систем, а также систем на кристалле.The technical result from the use of the invention is to reduce the power consumption of the transmitter by ensuring the operation of the device for multi-channel transceiver systems, as well as systems on a chip.

Изобретение поясняется чертежом, где изображена структурная схема передатчика со следящей обратной связью.The invention is illustrated in the drawing, which shows a structural diagram of a transmitter with tracking feedback.

Устройство состоит из контроллера (КР) 1, передатчика (ПЕРЕДАТЧИК) 2, приемника (ПРИЕМНИК) 3, фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) 4. Передатчик 2 состоит из тактового генератора (ТГ) 5, мультиплексора (М) 6, сдвигового регистра (СР) 7, регулятора импульсной характеристики (РИХ) 8, выходного буфера (ВБ) 9, источника стабильного тока (ИСТ) 10, основного цифроаналогового преобразователя (ОЦАП) 11, декодера дополнительного цифроаналогового преобразователя (ДДЦАП) 12, дополнительного цифроаналогового преобразователя (ДЦАП) 13, декодера регулятора импульсной характеристики (ДРИХ) 14.The device consists of a controller (KR) 1, a transmitter (TRANSMITTER) 2, a receiver (RECEIVER) 3, a phase-locked loop (PLL) 4. The transmitter 2 consists of a clock generator (TG) 5, a multiplexer (M) 6, a shift register (SR ) 7, an impulse response controller (RICH) 8, an output buffer (WB) 9, a stable current source (IST) 10, a main digital-to-analog converter (OCAP) 11, a decoder of an additional digital-to-analog converter (DTSAP) 12, an additional digital-to-analog converter (ДЦАП) 13 pulse decoder decoder Characteristics (DRIH) 14.

Передатчик работает следующим образом. Тактовый генератор (ТГ) 5 формирует тактовые сигналы для мультиплексора (М) 6 и сдвигового регистра (СР) 7 из опорного сигнала, приходящего с фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) 4. Блок мультиплексора (М) 6 осуществляет преобразование параллельной низкочастотной шины данных, поступающей из контроллера (КР) 1, в последовательный высокочастотный поток. Передавая эти данных по каналу, происходит ослабление, имеющее частотно-зависимый характер, что приводит к возникновению межсимвольной интерференции. Совокупность сдвигового регистра (СР) 7, регулятора импульсной характеристики (РИХ) 8 и выходного буфера выходного буфера (ВБ) 9 выполняет роль эквалайзера, необходимого для компенсации межсимвольной интерференции. Эквалайзер основан на принципе работы не рекурсивного фильтра с конечной импульсной характеристикой (КИХ).The transmitter operates as follows. The clock generator (TG) 5 generates clock signals for the multiplexer (M) 6 and the shift register (SR) 7 from the reference signal coming from the phase-locked loop (PLL) 4. The unit of the multiplexer (M) 6 converts the parallel low-frequency data bus coming from the controller (KP) 1, into a serial high-frequency stream. By transmitting this data over the channel, a frequency-dependent attenuation occurs, which leads to the occurrence of intersymbol interference. The combination of the shift register (SR) 7, the impulse response regulator (IIR) 8 and the output buffer of the output buffer (WB) 9 acts as an equalizer necessary to compensate for the intersymbol interference. The equalizer is based on the principle of operation of a non-recursive filter with a finite impulse response (FIR).

С выхода мультиплексора (М) 6 поток подается на вход сдвигового регистра (СР) 7, выполняющего роль линии задержки. Количество элементов линии задержки определяется порядком реализуемого фильтра. Время задержки одного элемента в линии соответствует единичному интервалу обрабатываемого потока данных. Выходной сигнал сдвигового регистра (СР) 7 представляет собой совокупность последовательных потоков, где каждый последующий сдвинут относительно предыдущего на один единичный интервал. Задача регулятора импульсной характеристики (РИХ) 8 - размножить входные потоки, поступающие из сдвигового регистра (СР) 7 в пропорциях, соответствующих коэффициентам, сформированным на выходе декодера регулятора импульсной характеристики (ДРИХ) 14. Блок регулятора импульсной характеристики (РИХ) 8 реализован в виде дискретной многоканальной мультиплексирующей матрицы с цифровым управлением, в процессе работы перераспределяя вклад каждого входного потока в суммарный поток, формируемый на выходе выходного буфера (ВБ) 9.From the output of the multiplexer (M) 6, the stream is fed to the input of the shift register (CP) 7, which acts as a delay line. The number of delay line elements is determined by the order of the implemented filter. The delay time of one element in the line corresponds to a unit interval of the processed data stream. The output signal of the shift register (SR) 7 is a set of sequential flows, where each subsequent one is shifted relative to the previous one unit interval. The task of the impulse response regulator (RIH) 8 is to multiply the input flows coming from the shift register (SR) 7 in the proportions corresponding to the coefficients formed at the output of the decoder of the impulse response regulator (DRI) 14. The impulse response regulator (RI) 8 block is implemented as discrete multi-channel multiplexing matrix with digital control, in the process of redistributing the contribution of each input stream to the total stream generated at the output of the output buffer (WB) 9.

Задача выходного буфера (ВБ) 9 заключается не только в том, чтобы выполнять роль сумматора конечной импульсной характеристики (КИХ) фильтра, но и обеспечить требуемые электрические характеристики выходного сигнала, поступающего в канал. Максимальный выходной размах на выходе выходного буфера (ВБ) 9 определяется суммой токов, поступающих с основного цифроаналогового преобразователя (ОЦАП) 11 и дополнительного цифроаналогового преобразователя (ДЦАП) 13. В отсутствии выходного тока с дополнительного цифроаналогового преобразователя (ДЦАП) 13 выходной ток основного цифроаналогового преобразователя (ОЦАП) 11 должен обеспечивать минимально допустимый размах дифференциального напряжения выходного сигнала выходного буфера (ВБ) 9, соответствующий требованиям спецификации. В процессе работы выходной ток основного цифроаналогового преобразователя (ОЦАП) 11 постоянен и работает от опорного тока сформированного источника стабильного тока (ИСТ) 10. Опорный ток для дополнительного цифроаналогового преобразователя (ДЦАП) 13 определяется как порция выходного тока основного цифроаналогового преобразователя (ОЦАП) 11.The task of the output buffer (WB) 9 is not only to act as an adder of the final impulse response (FIR) of the filter, but also to provide the required electrical characteristics of the output signal entering the channel. The maximum output swing at the output buffer (WB) 9 output is determined by the sum of the currents from the main digital-to-analog converter (DAC) 11 and the additional digital-to-analog converter (DAC) 13. In the absence of the output current from the additional digital-to-analog converter (DAC) 13, the output current of the main digital-to-analog converter (DAC) 11 should provide the minimum allowable differential voltage swing of the output signal of the output buffer (WB) 9 that meets the requirements of the specification. During operation, the output current of the main digital-to-analog converter (DAC) 11 is constant and works from the reference current of the generated stable current source (IST) 10. The reference current for the additional digital-to-analog converter (DAC) 13 is defined as a portion of the output current of the main digital-to-analog converter (DAC) 11.

Из блока приемника (ПРИЕМНИК) 3 на входы декодера регулятора импульсной характеристики (ДРИХ) 14 и декодера дополнительного цифроаналогового преобразователя (ДДЦАП) 12 поступает информация о глубине коррекции межсимвольной интерференции, которую должен сформировать передатчик (ПЕРЕДАТЧИК) 2. Если глубина коррекции равна нулю, на выходе декодера регулятора импульсной характеристики (ДРИХ) 14 будет сформирован логический код, при котором мультиплексирующая матрица регулятора импульсной характеристики (РИХ) 8 во всех разрядах пропускает поток, соответствующий нулевому порядку конечной импульсной характеристики (КИХ) фильтра. Другими словами, все коэффициенты фильтра за исключением коэффициента нулевого порядка равны нулю. При этом выходной управляющий сигнал декодера дополнительного цифроаналогового преобразователя (ДДЦАП) 12 соответствует нулевому току на выходе дополнительного цифроаналогового преобразователя (ДЦАП) 13. По мере увеличения глубины коррекции, код на выходе декодера регулятора импульсной характеристики (ДРИХ) 14 будет перераспределять выходные потоки регулятора импульсной характеристики (РИХ) 8, увеличивая коэффициенты не нулевых порядков конечной импульсной характеристики (КИХ) фильтра. Одновременно с увеличением глубины коррекции увеличивается ток на выходе дополнительного цифроаналогового преобразователя (ДЦАП) 13. Добавка к основному току основного цифроаналогового преобразователя (ОЦАП) 11 увеличивает максимальный размах выходного дифференциального сигнала на выходе выходного буфера (ВБ) 9 пропорционально увеличению глубины коррекции. Это означает, что минимально допустимый размах дифференциального напряжения на выходе выходного буфера (ВБ) 9 будет оставаться постоянным. Следовательно, с одной стороны выходной буфер (ВБ) 9 обеспечивает минимально допустимый размах дифференциального напряжения выходного сигнала, соответствующий требованиям спецификации, а с другой стороны потребляет минимально необходимую мощность для текущего значения глубины коррекции межсимвольной интерференции.From the receiver unit (RECEIVER) 3 to the inputs of the decoder of the impulse response controller (DRI) 14 and the decoder of the additional digital-to-analog converter (DTSAP) 12, information is received on the depth of correction of intersymbol interference, which the transmitter must form (TRANSMITTER) 2. If the correction depth is zero, the output of the decoder of the impulse response regulator (DRI) 14 will generate a logic code in which the multiplexing matrix of the impulse response regulator (RIH) 8 passes through k corresponding to the zero order of the finite impulse response (FIR) of the filter. In other words, all filter coefficients except the zero order coefficient are equal to zero. In this case, the output control signal of the decoder of the additional digital-to-analog converter (DTsAP) 12 corresponds to the zero current output of the additional digital-to-analog converter (DTsAP) 13. As the correction depth increases, the code at the output of the decoder of the impulse response regulator (DRI) 14 will redistribute the output flows of the impulse response regulator (RIH) 8, increasing the coefficients of non-zero orders of the final impulse response (FIR) of the filter. Simultaneously with the increase in the correction depth, the current at the output of the additional digital-to-analog converter (DAC) 13 increases. The addition of the main digital-to-analog converter (DAC) 11 to the main current increases the maximum amplitude of the output differential signal at the output of the output buffer (WB) 9 in proportion to the increase in the correction depth. This means that the minimum allowable range of the differential voltage at the output of the output buffer (WB) 9 will remain constant. Therefore, on the one hand, the output buffer (WB) 9 provides the minimum allowable swing of the differential voltage of the output signal that meets the requirements of the specification, and on the other hand consumes the minimum necessary power for the current value of the correction depth of intersymbol interference.

Таким образом, изобретение позволяет уменьшить потребляемую мощность передатчика.Thus, the invention allows to reduce the power consumption of the transmitter.

Claims (1)

Передатчик со следящей обратной связью, состоящий из тактового генератора, связанного со сдвиговым регистром, фазовой автоподстройкой частоты и мультиплексором, связанным с контроллером и сдвиговым регистром, связанным с регулятором импульсной характеристики, связанным с выходным буфером и декодером регулятора импульсной характеристики, связанным с приемником, основного цифроаналогового преобразователя, связанного с источником стабильного тока и выходным буфером, отличающийся тем, что передатчик снабжен дополнительным цифроаналоговым преобразователем и декодером дополнительного цифроаналогового преобразователя, при этом дополнительный цифроаналоговый преобразователь связан с выходным буфером и основным цифроаналоговым преобразователем, а декодер дополнительного цифроаналогового преобразователя связан с приемником и дополнительным цифроаналоговым преобразователем для обеспечения контроля минимально допустимого размаха дифференциального напряжения выходного сигнала передатчика от текущей глубины коррекции межсимвольной интерференции приемника. A servo feedback transmitter consisting of a clock associated with a shift register, phase locked loop, and a multiplexer associated with a controller and a shift register associated with an impulse response controller associated with an output buffer and an impulse response regulator decoder associated with a receiver a digital-to-analog converter connected to a stable current source and an output buffer, characterized in that the transmitter is equipped with an additional digital-to-analog the converter and the decoder of the additional digital-to-analog converter, the additional digital-to-analog converter connected to the output buffer and the main digital-to-analog converter, and the decoder of the additional digital-to-analog converter connected to the receiver and the additional digital-to-analog converter to provide control of the minimum allowable difference in the differential voltage of the transmitter output signal from the current correction depth of the intersymbol receiver interference.
RU2013127586/08A 2013-06-18 2013-06-18 Servo feedback transmitter RU2558609C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013127586/08A RU2558609C2 (en) 2013-06-18 2013-06-18 Servo feedback transmitter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013127586/08A RU2558609C2 (en) 2013-06-18 2013-06-18 Servo feedback transmitter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013127586A RU2013127586A (en) 2014-12-27
RU2558609C2 true RU2558609C2 (en) 2015-08-10

Family

ID=53278340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013127586/08A RU2558609C2 (en) 2013-06-18 2013-06-18 Servo feedback transmitter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2558609C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU176178U1 (en) * 2017-08-23 2018-01-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Information signal processing device
RU184011U1 (en) * 2017-10-09 2018-10-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Anti-jamming information signal processing device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2345496C2 (en) * 2003-02-18 2009-01-27 Квэлкомм Инкорпорейтед Communicational receiver with adaptive equaliser using channel estimation
RU2407197C2 (en) * 2002-07-18 2010-12-20 Квэлкомм Инкорпорейтед Method and device for hybrid correction with decision feedback

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2407197C2 (en) * 2002-07-18 2010-12-20 Квэлкомм Инкорпорейтед Method and device for hybrid correction with decision feedback
RU2345496C2 (en) * 2003-02-18 2009-01-27 Квэлкомм Инкорпорейтед Communicational receiver with adaptive equaliser using channel estimation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Beukema Т., et al, "К.A 6.4-Gb/s CMOS SerDes Core With Feed-Forward and Decision-Feedback Equalization". // IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 40, no 12, pp.2633-2645, December 2005, [найдено 22.09.2014], найдено в Интернет по адресу <URL: http://ewh.ieee.org/r5/denver/sscs/References/2005_12_Beukema.pdf>. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU176178U1 (en) * 2017-08-23 2018-01-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Information signal processing device
RU184011U1 (en) * 2017-10-09 2018-10-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Anti-jamming information signal processing device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013127586A (en) 2014-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9215108B2 (en) Decision feedback equalizer
US9184909B1 (en) Apparatus and methods for clock and data recovery
JP2006222809A (en) Adaptive equalization circuit
US9722590B1 (en) Skew adjustment circuit, semiconductor device, and skew calibration method
US8964827B2 (en) Adaptation of equalizer settings using error signals sampled at several different phases
TW202002561A (en) Clock and data recovery device and phase control method
US10447254B1 (en) Analog delay based T-spaced N-tap feed-forward equalizer for wireline and optical transmitters
US9148316B2 (en) Decision feedback equalizer
RU2558609C2 (en) Servo feedback transmitter
US8130048B2 (en) Local oscillator
US10243762B1 (en) Analog delay based fractionally spaced n-tap feed-forward equalizer for wireline and optical transmitters
WO2018003057A1 (en) Equalizing circuit, reception circuit, and semiconductor integrated circuit
TWI736393B (en) Clock control device and clock control method
Shu et al. A 5–13.5 Gb/s multistandard receiver with high jitter tolerance digital CDR in 40-nm CMOS process
US20150180648A1 (en) Clock recovery method and apparatus
US10623172B2 (en) Control signal transmission and reception system and control signal transmission and reception method
US9455846B2 (en) Decision feedback equalization
WO2008095996A1 (en) Digital filter
Higashi et al. 5-6.4 Gbps 12 channel transceiver with pre-emphasis and equalizer
TWI663840B (en) Adjusting circuit of adaptive receiving equalizer and communication device using same
KR101315852B1 (en) Transmitter for data communication
RU2530219C1 (en) Receiver with hybrid equaliser
US20170295428A1 (en) Audio signal processing circuit and electronic apparatus including the same
CN114667718B (en) Time-dependent line equalizer for data transmission system
JP2012089927A (en) Data determination circuit and receiving device

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner