TWI445327B - 收發裝置及其相關方法 - Google Patents

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TWI445327B
TWI445327B TW100105911A TW100105911A TWI445327B TW I445327 B TWI445327 B TW I445327B TW 100105911 A TW100105911 A TW 100105911A TW 100105911 A TW100105911 A TW 100105911A TW I445327 B TWI445327 B TW I445327B
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Liang Wei Huang
Chun Hung Liu
Shieh Hsing Kuo
Wen Jen Cho
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Realtek Semiconductor Corp
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/52—TPC using AGC [Automatic Gain Control] circuits or amplifiers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Communication Control (AREA)

Description

收發裝置及其相關方法
本發明係有關於一種收發裝置，尤指一種可以用來在一通訊系統中降低干擾造成封包錯誤之收發裝置。
傳統高速乙太網路(Fast Ethernet)系統中，雖然是全雙工系統，但是對同一個接收端而言，傳送與接收(Tx/Rx)分成兩組傳輸路徑，所以不會互相干擾。因此，雙方在不傳送封包時，會輸出相同的空閒序列(idle sequence)，由於高速乙太網路具有兩組不同的傳輸路徑，所以即使輸出相同的訊號亦無影響。
首先，在高速乙太網路環境中，由於原本設計的出發點是兩組傳輸路徑(各為單向)的傳輸，所以兩方在不傳輸封包時，會輸出相同MLT-3的空閒序列，由於雙方的頻率不同，會有短暫的時間雙方輸出相同的訊號(此狀況為週期性發生，視雙方頻率飄移多寡決定週期)。
而高清晰度多媒體介面(High Definition Multimedia Interface,HDMI)的應用是一組傳輸路徑進行雙向傳輸，除了同時收到對方訊號，還需接收本身輸出反彈回來的迴響(echo)訊號。當雙方輸出的訊號相同時(就表示對方訊號與迴響訊號相同)，此時接收端會因接受的能量突然變多，產生訊雜比(Signal-to-noise ratio,SNR)變好的情形，使接收端的收斂係數收斂至錯誤的解。萬一在此時恰好對方進行封包傳輸，由於Rx端之收斂係數是錯誤的，則會造成封包錯誤之情形產生。
另外，在千兆乙太網路(Gigabit Ethernet)系統中，必須在同一組傳輸路徑進行傳送與接收，但因為規格制定的時候就考慮過此問題，故雙方輸出MLT-3的空閒序列並不相同，故不會造成混淆。
然而，在HDMI 1.4規格中，係利用了高速乙太網路的規格，但是因為傳輸介質的限制，此規格將傳送與接收設置於同一組傳輸路徑中進行傳輸。但因高速乙太網路當初並無使用同一組傳輸路徑進行傳輸之應用，所以並未考慮此狀況，故會有封包錯誤之情形產生，容易造成系統效能的喪失。
本發明的主要目的之一在於提供一種收發裝置與參數調整方法，能在空閒序列狀況下降低封包錯誤之機會。
本發明之一實施例提供了一種收發裝置，包含一傳送單元、一接收單元、以及一偵測單元。傳送單元，傳送一第一封包；接收單元，接收一第二封包，接收單元接收至少一接收參數；偵測單元，耦接傳送單元及接收單元，偵測單元偵測第一封包與第二封包以調整至少一接收參數；其中，當偵測單元偵測到第一封包與第二封包實質上相同時，停止調整接收參數。
本發明之一實施例提供了一種參數調整方法，包含：傳送一第一封包；接收一第二封包，並接收至少一接收參數；以及偵測第一封包與第二封包以調整接收參數；其中，當偵測到第一封包與第二封包實質上相同時，停止調整接收參數。
本發明之收發裝置100是透過一傳輸媒介來傳輸一封包資料，而不傳輸封包資料時則會傳輸一空閒序列(idle sequence)來保持與遠端的通訊聯繫。
請參照第1圖，第1圖係本發明一實施例之一種收發裝置100之示意圖，收發裝置100包含有一傳送單元110、一接收單元111、以及一偵測單元140。
其中，接收單元111包含一接收器120與等化器130，傳送單元110傳送一封包P1；接收單元111接收一封包P2；接收單元111依據至少一接收參數來接收封包P2；偵測單元偵測封包P1與P2以調整接收參數。
在本發明一實例中，收發裝置100更包含一物理編碼子層(Physical Coding Sub-Layer,PCS)105，物理編碼子層105耦接傳送單元110與接收單元111，並判斷傳送單元110是否傳送封包P1或/與接收單元111是否接收封包P2，以決定接收參數是否收斂。
在本實施例中一遠端裝置傳送封包P2，收發裝置100傳輸封包P1，遠端裝置11與收發裝置100分別透過封包P1與P2進行訊號傳輸與資料交換。
另外，在本實施例中，接收器120包括一類比自動增益控制器(Automatic Gain Control,AAGC) 121、一類比至數位轉換器(Analog-to-digital Converter,ADC) 122、一數位自動增益控制器(Digital Automatic Gain Control,DAGC)123、以及一切片器(Slicer)126。
等化器130包含一前饋等化器(Feed Forward Equalization,FFE)124、以及一回授等化器(Feedback Equalization,FBE)125。
當接收器120接收封包P2時，類比自動增益控制器121會對封包P2做增益調整，接著類比至數位轉換器122再將增益調整後的訊號轉換為一數位信號，並由數位自動增益控制器123增益調整後輸出，前饋等化器124接收數位自動增益控制器123的輸出，並據以進行前饋等化處理而產生一前饋信號。切片器126依據前饋信號與來自回授等化器125的輸出，辨別出等化信號，並供物理編碼子層105進行轉換。
其中，回授等化器125是基於等化信號進行回授等化處理而產生其輸出訊號。一實施例中，前饋/回授等化處理皆為複數階的運算。
需注意者，本發明一實施例之偵測單元140耦接傳送單元110與接收單元111之接收器120。偵測單元140係偵測封包P1與P2，以調整接收參數，其中接收參數包含：一類比自動增益控制器121之參數、一類比至數位轉換器122之參數、一數位自動增益控制器123之參數、一切片器126之參數、前饋等化器124之參數、以及回授等化器125之參數至少其一，以維持收發裝置100與遠端裝置之連線品質。
有鑒於先前技術中，由於造成封包錯誤的原因是收發裝置100與遠端裝置11傳輸相同的資料，例如：收發裝置100與遠端裝置11在不傳輸資料封包時，收發裝置100與遠端裝置11會輸出相同的空閒序列(idle sequence)，換言之，由收發裝置100傳送之封包P1會實質上與遠端裝置11所傳送之封包P2相等，故造成收發裝置100之接收參數收斂錯誤。所以在本實施例中，由偵測單元140偵測封包P1與P2，確認收發裝置100與遠端裝置11任一方或雙方皆傳輸非空閒序列時，收發裝置100之接收參數進行同步的收斂。
反之，若是收發裝置100與遠端裝置11皆傳輸空閒序列時，則同步功能為暫停更新(update)，其中，暫停更新係表示收斂的接收參數係暫時地保持不變動。
在本實施例中，收發裝置100與遠端裝置11皆傳輸空閒序列時，類比自動增益控制器121、數位自動增益控制器123、前饋等化器124、以及回授等化器125之參數收斂係為暫停。
請參照第2圖，第2圖係本發明一實施例之一種收發裝置200之示意圖，收發裝置200與收發裝置100差異在於，收發裝置200更包含一封包產生器206，分別耦接偵測單元140與物理編碼子層105。其中，收發裝置200所包含之等化器，可由於目前其他之現有或未來發展出之等化元件所取代。
在本實施例中，當偵測單元140偵測封包P1為空閒序列時，偵測單元140係使封包產生器206於一預設時間內產生一指示訊號至物理編碼子層105，使物理編碼子層105在預設時間內產生封包P3至傳送單元110，由傳送單元110傳送封包P3，其中，該封包P3用以取代封包P1。在本實施例中，封包P3為垃圾封包。
由於封包P1係被封包P3所取代，故此時所傳輸之封包非空閒序列，即使封包P2為空閒序列，收發裝置200仍可以繼續正常工作，同步功能不用暫停更新，換言之，不用暫停更新係表示收發裝置200仍可以繼續調整接收參數。
換言之，本實施例係可避免收發裝置200與遠端裝置11所傳輸之封包P1、P2同時為空閒序列，故當封包P1為空閒序列時，收發裝置200利用封包產生器206於預設時間內產生封包P3，並以封包P3取代封包P1進行傳輸，如此一來，可避免收發裝置200與遠端裝置11皆傳輸空閒序列的狀態。
接著，請參照第3圖，第3圖係本發明一實施例之一種收發裝置300之示意圖，收發裝置300與收發裝置100差異在於，偵測單元340耦接接收單元111，當偵測封包P1與P2為空閒序列時，此時偵測單元340係依據封包P2計算出訊號的訊雜比(Signal-to-noise ratio,SNR)，在一實施例中，當訊雜比大於一預設值，偵測單元340暫時地停止調整接收參數。
當收發裝置300與遠端裝置11皆傳輸相同的空閒序列，此時訊雜比會忽然增加而大於預設值，這是因為當雙方輸出的訊號相同時，反彈回來的迴響(echo)訊號所造成的現象，並非訊雜比真的改善而變好。
故若在此時訊雜比大於預設值，收發裝置300之偵測單元340將暫時停止調整接收參數，直到訊雜比恢復正常才繼續更新接收參數，如此可避免因為當雙方輸出的訊號相同時，反彈回來的迴響(echo)訊號所造成的現象，而使接收參數收斂錯誤。
請同時參照第4A與第4B圖，第4A圖係本發明一實施例之一種收發裝置400之示意圖，第4B圖係本發明一實施例之一位元值(seed)產生器之示意圖。
收發裝置400與收發裝置100差異在於，物理編碼子層405另包含有一位元值(seed)產生器405a，耦接偵測單元440。其中，位元值產生器405a產生空閒序列中之複數個位元值。
一實施例，位元值產生器405a可為一移位暫存器所實現，位元值產生器405a包含複數個暫存器D1~Dn以產生位元值，如第4B圖所示。
在收發裝置400連線後，接收參數均已收斂，且封包P1與P2均為空閒序列的狀況下，收發裝置400可解出空閒序列封包P2之位元值(seed)，並與空閒序列封包P1之位元值進行比較。換言之，此時封包P2傳送至物理編碼子層405後，由位元值產生器405a依據封包P1、P2所產生位元值之內容進行比對。當空閒序列封包P1中之位元值與空閒序列封包P2中之位元值彼此接近或相同時，則偵測單元440暫時地停止調整接收參數。當封包P1之位元值與封包P2之位元值彼此錯開時，恢復調整該接收參數。
舉例說明，請參照第4C圖與第4D圖，第4C圖與第4D圖為一實施例中封包P1與P2接近之示意圖，當封包P1與P2均為空閒序列狀況下，在本實施例中，位元值產生器405a包含n個暫存器D1~Dn並產生位元值，其中當在時間t=k-2時，封包P1位元值為11100000，封包P2之位元值為00001111；當在時間t=k時，封包P1值為11110000，封包P2之位元值為000111110，則可視為空閒序列封包P1中之位元值與空閒序列封包P2中之位元值彼此接近中，則偵測單元440暫時停止調整接收參數。
相反地，請參照第4E圖與第4F圖，第4E圖與第4F圖為一實施例中封包P1與P2錯開之示意圖，若在時間t=k-2時，封包P1位元值為11100000，封包P2之位元值為00001111；當在時間t=k時，封包P1值為11000000，封包P2之位元值為00000111，則可視為空閒序列封包P1中之位元值與空閒序列封包P2中之位元值為錯開，則偵測單元440繼續調整接收參數。
偵測單元440分別於第k-2時間與k時間內分別偵測封包P2，並由位元值產生器405a解出封包P2在第k-2時間與k時間之位元值，再與第k-2時間與k時間之封包P1之位元值進行比對，如此可以了解封包P1與P2之位元值是否處於接近狀態、錯開狀態、或相同。
請參照第5圖，第5圖係本發明一實施例之一種收發裝置500之示意圖，在連線初始時，由於接收參數正處於起始未收斂狀態，且此時尚未得知封包P2之位元值之起始點，為避免封包P1與P2之位元值之起始點恰好相同，使得封包產生錯誤，造成收發裝置500與遠端裝置11無法連線，相較於先前實施例，收發裝置500更包含一計數器50，計數器50於收發裝置500操作於初始連線時，進行計數一計數時間，若計數時間超過一預設時間時，位元值產生器405a改變位元值，換言之，當計數時間超過預設時間時，移位暫存器405b隨機地在複數個暫存器D1~Dn中選擇一暫存器Dk之數值作為輸出位元值之起始點。
如此一來，使收發裝置500可強制更改封包P1之位元值，避免於連線初始因避免封包P1與P2之位元值恰好相同，而造成收發裝置500與遠端裝置11總是無法連線之情況。
請參考第6圖，第6圖為本發明參數調整方法之一操作範例的流程圖，其包含以下的步驟：
步驟S600：傳送一封包P1。
步驟S601：接收一封包P2，並接收至少一接收參數(例如：類比自動增益控制器、數位自動增益控制器、切片器、前饋等化器、以及回授等化器之參數)。
步驟S603：判斷一預設時間內是否連線。若否，跳到步驟604；若是，跳到步驟605。
步驟S604：擇一暫存器作為輸出位元值之起始點，跳到步驟605。
步驟S605：偵測封包P1與封包P2以調整該些接收參數。
步驟S606：偵測封包P1與P2是否實質上相同。若否，跳到步驟607；若是，跳到步驟608。
步驟S607：繼續調整接收參數。
步驟S608：暫停調整接收參數。
綜上所述，本發明之收發裝置與參數調整方法適用於高清晰度多媒體介面(High Definition Multimedia Interface,HDMI)規格，並可避免收發裝置與遠端裝置傳輸的訊號相同時，造成封包錯誤而使連線中斷情形，換言之，可解決傳送與接收於同一組傳輸路徑中進行傳輸，避免封包錯誤之情形產生，亦可防止於連線初始收發裝置與遠端裝置彼此無法連線之問題。
100、200、300、400、500．．．收發裝置
105、405．．．物理編碼子層
11．．．遠端裝置
110．．．傳送單元
111．．．接收單元
120．．．接收器
121．．．類比自動增益控制器
122．．．類比至數位轉換器
123．．．數位自動增益控制器
124．．．前饋等化器
125．．．回授等化器
126．．．切片器
130．．．等化器
140、340、440．．．偵測單元
D1~Dn．．．暫存器
405a．．．位元值產生器
S600~S608．．．步驟
第1圖顯示本發明收發裝置之一實施例示意圖。
第2圖顯示本發明收發裝置之一實施例示意圖。
第3圖顯示本發明收發裝置之一實施例示意圖。
第4A圖顯示本發明收發裝置之一實施例示意圖。
第4B圖顯示本發明一實施例之一位元值產生器之示意圖。
第4C圖為一實施例中封包P1與P2接近之示意圖。
第4D圖為一實施例中封包P1與P2接近之示意圖。
第4E圖為一實施例中封包P1與P2遠離之示意圖。
第4F圖為一實施例中封包P1與P2遠離之示意圖。
第5圖顯示本發明之一實施例示意圖。。
第6圖為本發明參數調整方法之一操作範例的流程圖。
100．．．收發裝置
105．．．物理編碼子層
11．．．遠端裝置
110．．．傳送單元
111．．．接收單元
120．．．接收器
121．．．類比自動增益控制器
122．．．類比至數位轉換器
123．．．數位自動增益控制器
124．．．前饋等化器
125．．．回授等化器
126．．．切片器
130．．．等化器
140．．．偵測單元

Claims (18)

  1. 一種收發裝置，包含：一傳送單元，傳送一第一封包；一接收單元，接收一第二封包，該接收單元接收至少一接收參數；以及一偵測單元，耦接該傳送單元及該接收單元，該偵測單元偵測該第一封包與該第二封包以調整該至少一接收參數；其中，當該偵測單元偵測到該第一封包與該第二封包相同時，停止調整該至少一接收參數；其中，當該偵測單元偵測該第一封包與該第二封包為空閒序列(idle sequence)時，則該偵測單元停止調整該接收參數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之收發裝置，其中，該些接收參數包含：一類比自動增益控制器(Automatic Gain Control,AAGC)之參數、一類比至數位轉換器(Analog-to-digital Converter,ADC)之參數、一數位自動增益控制器(Digital Automatic Gain Control,DAGC)之參數、一切片器(Slicer)之參數、一前饋等化器(Feed Forward Equalization,FFE)之參數、以及一回授等化器(Feedback Equalization,FBE)之參數至少其一。
  3. 一種收發裝置，包含：一傳送單元，傳送一第一封包；一接收單元，接收一第二封包，該接收單元接收至少一接收參數；以及一偵測單元，耦接該傳送單元及該接收單元，該偵測單元偵測該第一封包與該第二封包以調整該至少一接收參數； 其中，當該偵測單元偵測到該第一封包與該第二封包相同時，停止調整該至少一接收參數；一封包產生器，當該偵測單元偵測該第一封包及該第二封包為空閒序列(idle sequence)時，該偵測單元停止調整該接收參數，且該封包產生器於一預設時間內產生一第三封包至該傳送單元，由該傳送單元傳送該第三封包，其中，該第三封包用以取代該第一封包。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之收發裝置，其中，該第三封包為垃圾封包。
  5. 一種收發裝置，包含：一傳送單元，傳送一第一封包；一接收單元，接收一第二封包，該接收單元接收至少一接收參數；以及一偵測單元，耦接該傳送單元及該接收單元，該偵測單元偵測該第一封包與該第二封包以調整該至少一接收參數；其中，當該偵測單元偵測到該第一封包與該第二封包相同時，停止調整該至少一接收參數；其中，該偵測單元耦接該接收單元，當該偵測單元偵測該第一封包與該第二封包為空閒序列(idle sequence)時，該偵測單元停止調整該接收參數，且該偵測單元依據該第二封包計算一訊雜比(Signal-to-noise ratio,SNR)。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之收發裝置，其中，當該訊雜比大於一預設值，該偵測單元停止調整該接收參數。
  7. 一種收發裝置，包含： 一傳送單元，傳送一第一封包；一接收單元，接收一第二封包，該接收單元接收至少一接收參數；以及一偵測單元，耦接該傳送單元及該接收單元，該偵測單元偵測該第一封包與該第二封包以調整該至少一接收參數；其中，當該偵測單元偵測到該第一封包與該第二封包相同時，停止調整該至少一接收參數；一物理編碼子層，包含一位元值(seed)產生器，用以產生該第一封包中之複數個位元值，其中，當該第一封包與該第二封包為空閒序列(idle sequence)時，且當該第一封包中之該些位元值與該第二封包中之複數個位元值相同時，該偵測單元停止調整該接收參數。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之收發裝置，其中，當該第一封包之位元值與該第二封包之位元值錯開時，恢復調整該接收參數。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之收發裝置，更包含一計數器，於該收發裝置操作於初始連線時，進行計數，若該計數時間超過一預設時間時，該位元值產生器改變該位元值。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之收發裝置，其中，該位元值(seed)產生器為一移位暫存器，包含複數個暫存器以產生該些位元值；以及當該計數時間超過該預設時間時，該移位暫存器隨機地由該些複數個暫存器中，擇一暫存器作為輸出該位元值之起始點。
  11. 一種參數調整方法，包含： 傳送一第一封包；接收一第二封包，並接收至少一接收參數；以及偵測該第一封包與該第二封包以調整該接收參數；其中，當偵測到該第一封包與該第二封包相同時，停止調整該至少一接收參數；其中，當偵測該第一封包與該第二封包為空閒序列(idle sequence)時，則停止調整該接收參數。
  12. 一種參數調整方法，包含：傳送一第一封包；接收一第二封包，並接收至少一接收參數；以及偵測該第一封包與該第二封包以調整該接收參數；其中，當偵測到該第一封包與該第二封包相同時，停止調整該至少一接收參數；其中，當該第一封包及該第二封包為空閒序列(idle sequence)時，停止調整該接收參數，且於一預設時間內產生一第三封包，並傳送該第三封包；其中，該第三封包用以取代該第一封包。
  13. 一種參數調整方法，包含：傳送一第一封包；接收一第二封包，並接收至少一接收參數；以及偵測該第一封包與該第二封包以調整該接收參數；其中，當偵測到該第一封包與該第二封包相同時，停止調整該至少一接收參數； 其中，當該第一封包與該第二封包為空閒序列(idle sequence)時，停止調整該接收參數，且依據該第二封包計算一訊雜比(Signal-to-noise ratio,SNR)。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之參數調整方法，當該訊雜比大於一預設值，該偵測單元停止調整該接收參數。
  15. 一種參數調整方法，包含：傳送一第一封包；接收一第二封包，並接收至少一接收參數；以及偵測該第一封包與該第二封包以調整該接收參數；其中，當偵測到該第一封包與該第二封包相同時，停止調整該至少一接收參數；產生該第一封包中之複數個位元值，其中，當該第一封包與該第二封包為空閒序列(idle sequence)時，且當該第一封包中之該些位元值與該第二封包中之複數個位元值相同時，停止調整該接收參數。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之參數調整方法，其中，當該第一封包之位元值與該第二封包之位元值錯開時，恢復調整該參數。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之參數調整方法，其中，操作於初始連線時，進行計數一計數時間，若該計數時間超過一預設時間時，該位元值產生器改變該位元值。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之參數調整方法，更包含：產生該些位元值；以及 當該計數時間超過該預設時間時，該移位暫存器隨機地由該些複數個暫存器中，擇一暫存器作為輸出該位元值之起始點。
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