TWI487300B

TWI487300B - 用於平衡通道內電磁干擾降低的收發器自我診斷方法及裝置

Info

Publication number: TWI487300B
Application number: TW101120304A
Authority: TW
Inventors: Scott R Powell; Mehmet V Tazebay
Original assignee: Broadcom Corp
Priority date: 2011-06-07
Filing date: 2012-06-06
Publication date: 2015-06-01
Also published as: CN102984097B; US8995507B2; EP2538626B1; US20120314794A1; EP2538626A3; CN102984097A; US9379772B2; HK1178345A1; US20150200711A1; EP2538626A2; TW201301781A

Description

用於平衡通道內電磁干擾降低的收發器自我診斷方法及裝置

本申請要求美國臨時專利申請序號61/494,325、美國實用專利申請序號13/218,594的優先權，其全部內容結合於此作為參考。

本發明總體上關於一種通訊系統；更具體地，其關於一種識別和表徵。

資料通訊系統已經持續發展了很多年。在不同類型的通訊系統中，可以通過不同類型的媒介實現不同的各個通訊通道。例如，某些通訊通道根據差分信令實現。這樣，這些通訊通道可包括兩個單獨的並且通常並行的路徑構成媒介，信號通過媒介從第一通訊設備傳送到通過通訊通道連接的第二指示設備。

可惜的是，在通訊通道的許多實際實現中，尤其是通過有線電纜線路實現的通道中，可能會出現關於實際佈線的問題。例如，這種電纜線路的絕緣性可能會劣化，沿著電纜線路的壓力點和/或絞線會引起問題等。有線電纜線路內這些問題的各種實例可包括開路、短路、端接錯誤等。在有些情況下，儘管指定設備的特定電纜線路可能會出現明顯的性能劣化，但是仍然可以通過指定的折衷通訊鏈路實現的資料通訊進行信號處理(例如：包括錯誤檢測和/或校正、調製方案等)，並且不會出現任何問題。這樣，由於資料通訊品質和/或錯誤率無明顯的劣化，因此可能很難確定電纜線路是否存在任何問題。

但是，某些應用在某些限制條件下運行，使得應不存在電磁干擾效應或其在某個可接受的水準以下。例如，遺憾的是，具有這種性能劣化的電纜線路可能會發出不期望的電磁干擾，這種電磁干擾會對與這種電纜線路對應的系統和/或子系統內的其他設備的運行造成不良影響。還有，遺憾的是，具有這種性能劣化的電纜線路可能會易受到一個或多個其他源的電磁干擾影響。通常來說，在本領域中一直需要有效識別和表徵這些在各種通訊系統中可能出現的問題。

為了解決上述問題，本發明提供了一種裝置，包括：共模電路，用於將共模信號驅動到根據差分信令運行的通訊鏈路的第一端中；以及差模電路，用於檢測通訊鏈路的第二端的差分信號能量，其中，所檢測到的差分信號能量與對應於通訊鏈路的電磁相容性(EMC)的測量結果相對應。

此外，本發明還提供了一種裝置，包括：輸入端，用於接收來自根據差分信令運行的通訊鏈路的共模信號；以及差模電路，用於檢測通訊鏈路一端的差分信號能量，其中，所檢測到的差分信號能量與對應於通訊鏈路的電磁相容性(EMC)的測量結果相對應。

此外，本發明還提供了一種方法，包括：運行共模電路以將共模信號驅動到根據差分信令運行的通訊鏈路的第一端中；運行差模電路以檢測通訊鏈路的第二端的差分信號能量；以及基於所檢測到的差分信號能量確定對應於通訊鏈路的電磁相容性(EMC)的測量結果。

在通訊系統中，信號在各個通訊設備之間傳送。數位通訊系統的目的在於將數位資料無誤或在可接受的低錯誤率下從一個位置或子系統傳送到另一個位置或子系統。如圖1所示，資料可通過各種通訊系統內的多種通訊通道傳送：磁性媒介、有線、無線、光纖、銅以及其他類型的媒介。

圖1和圖2分別示出了通訊系統100和200各個實施方式。

參照圖1，該實施方式的通訊系統100為通訊通道199，該通訊通道將位於通訊通道199的一端的通訊設備110(包括具有編碼器114的發射器112和具有解碼器118的接收器116)與位於通訊通道199的另一端的通訊設備120(包括具有編碼器128的發射器126和具有解碼器124的接收器122)通訊耦合。在某些實施方式中，通訊設備110和120中的一個可只包括發射器或接收器。通訊通道199可通過各種不同類型的媒介實現(例如，使用碟形衛星天線132和134的衛星通訊通道130、使用通訊塔142和144和/或本地天線152和154的無線通訊通道140、有線通訊通道150、和/或使用電到光(E/O)介面162和光到電(O/E)介面164的光纖通訊通道160)。另外，可實現並一起連接多個類型的媒介，從而形成通訊通道199。

為了減少通訊系統中不期望出現的傳送錯誤，通常採用錯誤校正、噪音消除、均衡處理和通道編碼方案。通常，這些錯誤校正、噪音消除、均衡處理和通道編碼方案包括使用在通訊通道199的發射器端的編碼器以及在通訊通道199的接收器端的解碼器。

可在任何期望的通訊系統(例如，包括關於圖1所述的這些變形)、任何資訊存放裝置(例如，硬碟驅動器(HDD)，網路資訊存放裝置和/或伺服器等)或需要資訊編碼和/或解碼的應用中採用任何所述各種類型的ECC編碼。

通常來說，當考慮其中資料(例如，資訊資料、視頻資料、音訊資料等，和/或通常任意類型的資料)從一個位置或子系統傳送到另一位置或子系統的通訊系統時，資料編碼通常可視為在通訊通道199的發射端進行，並且資料解碼通常可視為在通訊通道199的接收端進行。

同樣，儘管該示圖的實施方式示出了通訊設備110和120之間能夠進行的雙向通訊，當然，應注意，在有些實施方式中，通訊設備110可只具有資料編碼能力，通訊設備120可只具有資料解碼能力，反之亦然(例如，在根據廣播實施方式的單向通訊實施方式中)。

參照圖2的通訊系統200，在通訊通道299的發射端，給用於使用編碼器和符號映射器220(可分別視為不同的功能塊222和224)來編碼資訊位元201的發射器297提供這些資訊位元210(例如，具體地，與一實施方式中的資料相對應)，從而生成提供給發射驅動器230的離散值調製符號序列203，其使用數模轉換器(DAC)232生成連續時間發射信號204，並且使用發射濾波器234生成基本上適合通訊通道299的濾波的連續時間發射信號205。在通訊通道299的接收端，將連續時間接收信號206提供給包括類比接收濾波器262a(其生成濾波的連續時間接收信號207)、ADC(模數轉換器)264(其生成離散時間接收信號208)和數位接收濾波器262b(其通過可能的噪音消除處理生成濾波的和/或均衡的信號)的類比前端(AFE)260。度量生成器270計算解碼器280採用的度量209(例如，基於符號和/或位元)以進行其中編碼的離散值調製符號和資訊位元的最佳估計210。

在發射器297和接收器298內，可以實現其中各個元件、塊、功能塊、電路等任何所需的集成。例如，該示圖示出了包括編碼器和符號映射器220以及其中所有相關對應元件的處理模組280a，以及包括度量生成器270和解碼器280以及其中所有相關對應元件的處理模組280b。這些處理模組280a和280b可以是分別的積體電路。當然，在不脫離本發明的範圍和精神的前提下，可進行其他的劃界和分組。例如，發射器297內所有的組件可包括在第一處理模組或積體電路中，接收器298內所有的組件可包括在第二處理模組或積體電路中。或者，在其他實施方式中，可採用發射器297和接收器298的每一個中的元件的任意其他組合。

與前一實施方式一樣，可採用這種通訊系統200將資料從一個位置或子系統通訊到另一個位置或子系統(例如，通過通訊通道299從發射器297到接收器298)。

應注意，儘管前面的示圖和實施方式通常可應用到多個不同類型的通訊系統，但是，在較佳實施方式中，本發明的多個方面及其等同物可針對具有通過有線媒介實現的其中至少一個通訊鏈路的系統。例如，某些通訊系統可包括多個類型的通訊鏈路的組合(例如，一些是無線，一些是有線，一些是微波、一些是光纖等和/或這些的任意組合等)。但是，即使在不是完全使用用於其中分別的通訊鏈路的有線通訊媒介而實現的通訊系統中，實際上，絕大多數通訊系統其中都包括至少一些通過有線媒介實現的通訊鏈路。例如，即使是根據無線通訊系統，某些無線收發器很多時候都具有與一個或多個其他設備的有線互連。

如本文其他地方所述的是，某些應用要求通訊系統內分別的電子元件和/或通訊鏈路要符合適當的發射和抗擾度要求。不同的應用可以具有不同的要求。例如，除了符合指定應用內特定的資料傳送錯誤率要求之外，這些電子元件和/或通訊鏈路還要符合適當的發射和/或抗擾度要求以符合一個或多個協議、標準和/或推薦的實施規範。在有些情況下，根據可接受的信噪比(SNR)運行的通訊鏈路不需要提供電子相容性(EMC)的任何測量結果(例如，如根據適當的發射和/抗擾度要求運行，對於不同的應用來說也是不同的)。也就是說，即使通訊鏈路根據一個或多個限制條件在可接受的性能水準內運行，這樣的通訊鏈路也不會符合EMC。例如，具有可接受的SNR和/或故障少的通訊鏈路不需要提供符合EMC的任何測量結果(發射、抗擾度等)。儘管關於EMC較差的性能並不一定會使資料傳送劣化到出現問題和/或可檢測到的點，但是指定的通訊鏈路仍然會劣化到非故意違背發射/抗擾度要求而運行的點。

例如，在根據乙太網相關的應用運行的一實施方式中，各個不同的通訊設備之間可通過雙絞線連接，例如通過常用的RJ-45(或其他連接裝置)介面。根據這些乙太網相關的應用，通常根據通過雙絞電纜的全雙工運行實現信令。同樣，如本文其他地方所述，即使當這種通訊鏈路就 EMC來說劣化到一定程度，通過這種通訊鏈路的資料相關的通訊仍然會以可接受的方式運行。也就是說，這種劣化的通訊鏈路的錯誤率對於指定的應用來說是可接受的，這樣，可能不會有關於通訊鏈路出現問題的直接的或輕易可檢測到的指示。

但是，遺憾的是，這種通訊鏈路還可能會劣化到其發射出的電磁干擾會影響一個或多個其他設備、元件、通訊鏈路等和/或易受到/引起來自一個或多個其他設備、元件、通訊鏈路等的電磁干擾的點。

根據某些通訊鏈路和應用，EMC性能(例如，與電磁干擾相關的敏感性和/或抗擾度問題)會受到要進行差模(DM)到共模(CM)信號轉換或逆向轉換的地點和/或電路的嚴重影響。例如，根據差分信令可實現在通訊系統內的特定信令，而根據共模信令可實現在該通訊系統中的其他信令。在指定系統內的各個點，通常可發生差分信令和單端信令和/或共模信令之間的轉換。在某些情況下，在系統內各個類型的通訊通道和/或通訊鏈路媒介之間的介面和/或連接硬體或其附近會發生從差分信令到共模信令的轉換。例如，指定的應用可包括使用任何不同通訊媒介類型之間的不同類型的通訊媒介(如電纜線路)、連接器、板跡線(如根據印刷電路板(PCB))、接合線、跳線等和/或各個介面實現的通訊鏈路。

通常，離線進行評估與差模到共模轉換有關的EMC性能的手段，從而，技術人員通過足夠測試設備實現一個或多個連接/測試硬體。例如，指定的元件(例如PCB、電路、電纜等)從應用環境轉移到技術人員可使用接線夾、精密的診斷設備和測試設備等評估其運行的實驗室內。在某些情況下，需要非常精密的測試設備測量結果與指定的元件相關的差模到共模的轉換並表徵元件的EMC性能。這種精密的測試設備的一些實例包括多埠網路分析器、專用電磁干擾(EMI)生成設備、消聲室等。可以理解的是，當在這種受控的環境中進行固有的測試和診斷時，分析的指定元件必須處在這種受控的測試環境中，從而當前不再在其預期的應用中使用。

或者，這樣的技術人員可以進入配備有用來評估指定元件的EMC性能的適當的接線夾、診斷設備和測試設備等的現場(例如實現指定元件的環境)。

在本文中，提出了一種新的方法，通過這種方法可在不將元件從其特殊應用中移除的情況下實現並進行這種元件的診斷。在較佳實施方式中，這種診斷功能在指定通訊設備的實體層(PHY)內實現。也就是說，指定通訊設備的實體層與通過通訊鏈路直接驅動指定信號的層對應。例如，通訊設備的實體層可視為提供進入通訊通道內以傳送到至少一個其他的通訊設備的連續時間信號/類比信號的層。在通訊通道的另一端，接收通訊設備還包括實體層以進行連續時間/類比信號的接收、處理等。

根據本發明的各個方面及其等同物，在根據差分信令運行的PHY收發器設備內可包括一種新的診斷特徵。例如，這種PHY收發器設備可在包括通過(理想狀態下)平衡通道的通訊的應用內實現。這種PHY收發器實現為包括檢測差分信令通訊鏈路(例如，根據這種電纜診斷的雙絞電纜線路和連接硬體)中的物理故障(例如，開路、短路、端接錯誤等)的能力和/或功能。

而且，這種PHY收發器設備的各個方面可包括評估、表徵和/或上報信噪比(SNR)和/或均方誤差(MSE)的能力，作為運行裕度的度量。例如，在某些情況下，較好的SNR與不存在電纜故障的結合通常能在兩個分別的PHY收發器之間，以可接受的低錯誤率成功建立資料連結。

但是，同樣如本文其他地方所述，除了符合資料傳送錯誤率要求(例如，其從一個應用到另一個應用可能變化)，指定應用內的各個電子器件和/或元件也要符合適當的發射和/或抗擾度要求(例如，從一個應用到另一個應用可能變化)。

也就是說，同樣如本文其他地方所述，充分可接受的SNR和較少的電纜故障並不需要提供EMC完整性(發射/抗擾度)的任何測量結果，相對較差的EMC性能可能不會使資料傳送性能劣化到可檢測到和/或出現問題的點，並且可能(會)被忽視，從而非故意地違背發射/抗擾度要求。可以理解的是，即使指定的通訊鏈路可根據可接受的低錯誤率運行，並且SNR充分可接受、電纜故障較少等，通訊鏈路仍然會嚴重影響系統內一個或多個其他元件的運行。

通常來說，差模到共模(DM到CM)轉換處理主要可視為與共模到差模(CM到MD)轉換處理的呈倒數的線性函數。因此，從共模到差模(CM到DM)轉換的逆向轉換處理也可用作測量差模到共模(DM到CM)轉換處理的測量結果。在本文中，提出了一種新的方法，通過這種方法共模到差模(CM到DM)轉換的測量結果也可用作差模到共模(DM到CM)轉換處理的測量結果。

例如，通過共模信號驅動指定通訊鏈路的一端(例如差分信號電纜的一端)並監控和/或檢測通訊鏈路另一端的差分信號能量來確定識別為共模到差模(CM到DM)轉換的至少一個度量。在另一實施方式中，通過差分信號驅動指定通訊鏈路的一端(例如差分信號電纜的一端)並監控和/或檢測通訊鏈路另一端接收到的共模信號能量來確定識別為共模到差模(CM到DM)轉換的至少一個度量。

在完全平衡的通訊鏈路中，應完全沒有在通訊鏈路的另一端(例如差分信號電纜的另一端)接收到的差分信號能量。但是，如果通訊鏈路不完全平衡，則由於CM到DM轉換處理的原因，在通訊鏈路的另一端檢測到一些差分信號能量。

根據識別指定通訊鏈路內任何可能的劣化，當在通訊鏈路的一端驅動共模信號時，在通訊鏈路的另一端對任何接收到的差分信號能量的檢測可用作對指定通訊鏈路的EMC性能進行識別、評估、表徵等的至少一種度量。例如，在通訊鏈路的另一端的所接收到的差分信號能量較大可對應於指定通訊鏈路內共模到差模轉換的量大。同樣，如本申請其他地方所述，較高的共模到差模轉換可用作關於EMC性能的劣化(例如，劣化的發射和/或抗擾度性能)的至少一種度量(例如，直接指示)。

圖3示出了根據差分信令運行的可進行電磁干擾診斷的通訊系統300的實施方式。通常來說，通訊系統可視為包括位於通訊通道一端的第一通訊設備和位於通訊通道另一端的第二通訊設備。根據這種應用的通訊可以是單向、雙向等，並且可包括單個或多個雙絞電纜。

對於根據差分信令的各個通訊設備之間的通訊，實現了用以支持這種信令的通訊通道。例如，這種通訊鏈路可以是用以實現各個通訊設備之間差分信令的雙絞電纜和/或任何其他的通訊鏈路。每個通訊設備包括用於實現設備間這樣的差分信令的差模電路。在某些情況下，其中一個或兩個通訊設備還可包括適當的電路以實現差分信令和共模信令之間的轉換。

至少一個通訊設備其中還包括至少選擇性運行的共模電路以通過通訊鏈路驅動共模信令。在某些實施方式中，只有其中一個通訊設備其中包括這種共模電路。根據差分信令運行的指定通訊設備會已經包括適當的基於接收器的電路以通過通訊鏈路檢測差分信號能量。這樣，對於指定通訊鏈路的適當表徵，只有其各端的通訊設備的其中一個需要包括這種共模電路以通過用以支援差分信令的通訊鏈路來驅動共模信號。

儘管各個通訊設備之間大多數的通訊是根據差分信令的，例如，在進行EMC性能測試(例如，發生和/或抗擾度測試)的同時，使用這些通訊設備中的差模電路，但是至少一個通訊設備內的共模電路是處在運行狀態的。也就是說，當根據例如進行EMC性能測試的測試模式運行時，其中一個通訊設備內的差模電路可以是禁用的，這樣，不會使差分信令進入通訊鏈路中。在測試模式過程中，然後共模電路可運行以通過用以支持差分信令的通訊鏈路發起共模信號。

可以看出，進行指定通訊設備的較小變形以供這種EMC性能測試使用。在某些實施方式中，當然，各個通訊設備在其中可包括適當的共模電路以支援這種EMC性能測試功能。在這些多個通訊設備(例如，位於指定通訊鏈路相反端的至少兩個通訊設備)的實施方式中，可在通訊鏈路的兩個方向上實現EMC性能測試。也就是說，有時候，第一通訊設備可朝第二通訊設備將共模信號驅動到通訊鏈路內，第二通訊設備監測任何來自其的差分信號能量。有時候，第二通訊設備可朝第一通訊設備將共模信號驅動到通訊鏈路內，第一通訊設備監測任何來自其的差分信號能量。在這些實施方式中，可在兩個方向上進行EMC性能測試。

在諸如批量製造的某些應用中，進行詳細的EMC性能測試(例如，發射和/或抗擾度測試)，尤其是當通過包括相對精密的測試設備的裝置、技術人員等時，可能比較困難和/或不太現實。

在本文的一實施方式中，本發明的多個方面及其等同物的至少一個潛在應用可專門定制成可在開始部署或修復特定元件後進行的製造測試。例如，如關於某些實施方式所述，這種EMC性能診斷功能可包括在指定的通訊設備內(例如，包括特別是在指定的PHY收發器中這種共模電路)，並且根據這種EMC性能診斷測試運行模式的選擇性運行可包括在PHY收發器設備中。

對於該示圖以及本文的其他實施方式和/或示意圖，應注意，儘管各個應用是針對將共模信號驅動到通訊鏈路的一端中並檢測通訊鏈路另一端的差分信號能量，但是讀者應瞭解，可選地，可進行相反(倒數，reciprocal)操作(例如，借用關於DM-CM轉換的CM-DM轉換的固有倒數性質)。例如，某些應用可針對將差分信號(例如，有些時候較大的差分信號)驅動到通訊鏈路的一端並檢測通訊鏈路另一端的共模信號能量。根據需要，可在各個實施方式中進行這些相反和相關的應用中的一個或兩個。

圖4示出了根據差分信令運行的可進行電磁干擾診斷的通訊系統的另一實施方式400。根據該示圖可見，通訊鏈路各端的PHY用於根據差分信令支援通訊。例如，示圖左側的PHY包括兩個分別的通訊通路以實現來自這些通訊通路的差分信令。同樣，示圖右側的PHY包括適當的接收器功能以實現差分信令。應注意，儘管該示圖對應的是從示圖的左側到示圖的右側的單向通訊，當然，其他實施方式可包括雙向通訊，從而，可在通訊鏈路的兩個方向上實現通訊(例如，各個PHY其中均可包括發射器和接收器能力和/或功能)。

參照圖4，通訊鏈路的一端可配置成傳送共模信號，而另一端可配置成測量任何接收到的差分信號能量。這種通過通訊鏈路傳送的共模信號的功能是可選的。也就是說，這種功能可只在需要時運行。例如，儘管大多數通過通訊鏈路的通訊根據差分信令實現，但是當需要時(例如，週期性地、明確指示時、回應於一個或多個事件等)，可進行驅動共模信號的選擇性運行以促使EMC性能診斷測試。儘管本發明的各個方面及其等同物不排除同時傳送CM和DM信號，但是，通常來說，當將共模信號驅動到通訊鏈路中時，差模資訊就不會驅動到通訊鏈路中，反之亦然。

例如，在位於通訊鏈路一端的指定通訊設備中包括差模電路和共模電路這兩者的實施方式中，當差模電路將差分信號驅動到通訊鏈路的該端中時，共模電路不會將共模信號驅動到通訊鏈路的該端中。可以多種方式實現這種運行，包括禁用共模電路、關掉共模電路、旁路或斷開共模電路到通訊鏈路的傳送通路等。同樣，當共模電路將共模信號驅動到通訊鏈路的該端中時，差模電路不會將差分信號驅動到通訊鏈路的該端中。

在完全平衡的通訊鏈路中，在通訊鏈路的右側接收到的信號能量可忽略不計(例如，理想地為零、或較小或在指定的限制條件內可接受)。但是，如果接收到的差分信號能量不能忽略，則可識別電磁干擾(EMI)“故障”。這種EMI故障可上報到與通訊鏈路對應的至少一個通訊設備的內部寄存器內或在通訊設備的插腳上指出(例如，通過插腳提供的信令)。

任何這些問題都可能會造成這種EMI故障。例如，上述故障可由不平衡的連接器、雙絞電路的非絞合部分、諸如PCB上不平衡的板跡線等引起。

應當理解，假設這種功能包括在其中至少一個PHY內，則可在通訊鏈路已經安裝在其特定的物理位置/應用中後，進行該EMC性能診斷測試，而不需要任何專用設備、技術人員、EMI室等。這種根據本發明的各個方面及其等同物的功能和/或運行可廣泛應用到任何進行差分信令的通訊系統中。特別地，發生差模信令和共模信令之間的轉換、或相反轉換處理的通訊系統可從這種能力得到好處。具有較嚴格的EMC性能要求(例如，根據汽車應用嚴格的發射/抗擾度要求)的應用來說，這種EMC性能診斷測試方法是特別有吸引力的。同樣，難以通過這樣的專用設備、技術人員等進行測試的某些應用可從這種能力得到很多好處。

同樣，如本申請其他地方所述，可選地，某些應用或者可針對將差分信號驅動到通訊鏈路的一端中並檢測通訊鏈路另一端的共模信號能量(例如，與將差分信號驅動到通訊鏈路的一端中並檢測通訊鏈路另一端的共模信號能量相對應或協同)。根據需要，可在各個實施方式中進行其中一個或兩個這些相反和相關的應用。

圖5A和圖5B分別示出了進行與電磁干擾分析相關的診斷操作的方法500和501的各個實施方式。

參照圖5A的方法500，如框510所示，該方法500始於通過差分通訊通道傳送共模信號。這些操作可在通訊通道一端的發射器通訊設備內進行。這種發射器通訊設備可包括一定程度的電路和/或功能以實現通過差分信令通路傳送共模信號。

然後，如框520所示，方法500通過檢測差分信號能量以繼續。例如，這種操作可在位於已經驅動共模信號進入的通訊鏈路的相反端的接收器通訊設備內進行。

然後，如框530所示，方法500通過基於任何差分信號能量的檢測表徵通訊通道完整性而運行。理想的是，在完全平衡的通訊通道內，如果有的話，也只檢測到很少的差分信號能量。但是，如果在通訊通道的另一端確實出現了一些差分信號能量，則該資訊可用作表徵通訊鏈路的EMC性能的至少一種度量。

參照圖5B的方法501，如框511所示，該方法始於根據診斷模式選擇性地運行。也就是說，指定的通訊鏈路通常可根據預設模式(例如，資料通訊模式)運行。但是，根據需要，可進入某個診斷模式(例如，週期性地、明確指示時、響應於一個或多個事件等)以促使EMC性能診斷測試。

然後，如框521所示，如果實際接收到任何信號，則方法501通過分析接收到的信號而運行。接收到的信號的這種分析可對應於通過根據差分信令運行的通訊鏈路分析接收到的信號，並且可在共模信號已經驅動到通訊鏈路的相反端後進行這樣的分析。這種接收到的信號的分析包括識別任何與其對應的差分信號能量。

然後，如框531所示，方法501將這種接收到的信號與至少一個閾值比較。在某些實施方式中，將接收到的信號和任何與其對應的差分信號能量與多個閾值比較。差分信號能量位於這些閾值之間的何處的分類提供了關於EMC性能程度的更多資訊。但是，在至少一個實施方式中，將差分信號能量與用於確定通訊鏈路是否符合期望程度的單個閾值進行比較。

如框541所示，當差分信號能量大於至少一個閾值時，則方法501通過確定通訊通道平衡與否而運行。也就是說，通訊通道可確定為不符合指定應用的EMC性能。同樣，不同的應用可具有各自不同的要求，從而符合EMC性能。

在某些實施方式中，如框541a所示，方法501可通過指示EMI故障運行。這種指示可以任何一種方式實現。例如，可提供單獨專用的信號來指示這種故障，在指定通訊設備中設置寄存器等。或者，接收到的信號，如果有的話，可直接上報，使得更高層可實現更精密的檢測方案(例如，通過寄存器、通過直接輸出(插腳、跡線等)或通過其他裝置)。例如，可通過接收到的信號能量進行任何各種更高級別和/或後處理操作。在某些情況下，在不脫離本發明的範圍和精神的情況下，可採用各種檢測技術，例如，監控變化率、裕度(例如，相對於一個或多個閾值)、絕對高和/或低級別、趨勢等。在有些情況下，可在指定設備內的一個或多個更高層內進行這些高級別和/或後處理操作；或者，可在與用於檢測和/或監控接收到的信號能量通訊的一個或多個另外的設備內進行這些操作。通常來說，可使用這種適合各個應用環境的用於任何各種期望目的的接收到的信號能量進行任何另外的高級別和/或後處理操作。

或者，如框551所示，當差分信號能量小於至少一個另外的閾值(例如，不同於框531中所使用的閾值的第二閾值)時，方法501通過確定通訊通道平衡和/或符合特定應用的EMC性能而繼續。在某些實施方式中，儘管接收到的差分信號能量可能小於符合EMC性能所需的能量，但是可進行差分信號能量另外的表徵以提供關於通訊鏈路的具體資訊(例如，根據一個或多個協定、標準和/或推薦實施規範的符合程度，其包括依照根據一個或多個協定、標準和/或推薦實施規範的電磁相容性(EMC)的符合程度或裕度)。例如，可在不同的時間進行不同的測量以識別不符合EMC性能的趨勢(例如，儘管通訊鏈路目前可能符合要求，但是通過不同的測量並隨著時間的推移進行比較，可識別趨向劣化的趨勢；例如，在第一時間點與第一程度或裕度相符合，然後在第二時間與第二程度或裕度(比第一的小)相符合)。在不同的時間進行不同的測量，可獲得關於運行趨勢的資訊，並且，在一些情況下，可獲得關於以後通訊鏈路會不平衡和/或不符合EMC性能的預計時間的估計。

當然，應注意，在某些實施方式中，可在通訊鏈路的兩個方向上實現關於這些方法所述的操作。

本文使用的術語“基本”和“大約”為其對應術語和/項目之間的相對性提供了行業可接受的容限。這種行業可接受的容限從低於百分之一到百分之五十不等，並與分量值、積體電路工藝變化、溫度變化、增加和減少倍數和/或熱雜訊對應(但不限於)。項之間的這種相對性從百分之幾的差別到巨大差別不等。本文還使用的術語“可操作地耦合”、“與……耦合”和/或“耦合”包括項目之間的直接耦合和/或項目間通過中間項目(例如，中間項目包括但不限於部件、單元、電路和/或模組)間接耦合，對於間接耦合，中間專案不對信號的資訊進行修改，但可調整其電流水準、電壓水準和/或功率水準。本文進一步使用的術語“推斷耦合”(即，根據推斷，一個單元與另一個單元耦合)包括兩個專案間以與“與……耦合”相同的方式直接和間接耦合。本文進一步使用的術語“可用於”或“與……可操作地耦合”表示，項目包括一個或多個電源連接、輸入、輸出等，以在啟動時進行一個或多個其對應功能，還進一步包括與一個或多個其他項目的推斷耦合。本文進一步使用的術語“與……相關聯”包括單獨專案和/或嵌入另一個專案的一個項目的直接和/或間接耦合。本文使用的術語“有利比較”表示兩個或多個專案、信號等之間的比較提供了所需的關係。例如，當所需關係為信號1具有大於信號2的量時，在信號1的量大於信號2的量，或信號2的量小與信號1的量時，可實現有利比較。

本文所使用的術語“處理模組”、“模組”、“處理電路”和/或“處理單元”可以是單個處理裝置或多個處理裝置。這種處理裝置可以是微處理器、微控制器、數位訊號處理器、微型電腦、中央處理器、現場可程式設計閘陣列、可程式設計邏輯裝置、狀態機、邏輯電路、類比電路、數位電路和/或基於電路和/或操作指令的硬編碼操作信號(類比和/或數位)的任何裝置。該處理模組、模組、處理電路和/或處理單元可具有相關記憶體和/或集成存儲單元，相關記憶體和/或集成存儲單元可以是單個存儲裝置、多個存儲裝置和/或處理模組、模組、處理電路和/或處理單元的嵌入式電路。這種存儲裝置可以是唯讀記憶體、隨機存取記憶體、易失性記憶體、非易失性記憶體、靜態記憶體、動態儲存裝置器、快閃記憶體、快取記憶體和/或存儲數位資訊的任何裝置。應注意，如果該處理模組、模組、處理電路和/或處理單元包括一個以上的處理裝置，該處理裝置可集中設置(例如，通過有線和/或無線匯流排結構直接耦合在一起)或可分散設置(例如，通過局域網和/或廣域網路通過間接耦合進行雲計算)。還應注意，如果處理模組、模組、處理電路和/或處理單元通過狀態機、類比電路、數位電路和/或邏輯電路實施其一個或多個功能，存儲對應操作指令的記憶體和/或存儲單元可嵌入包括狀態機、類比電路、數位電路和/或邏輯電路的電路中，或設於其外部。還應注意，存儲單元可進行存儲，處理模組、模組、處理電路和/或處理單元可執行與一個或多個圖中所示的至少某些步驟和/或功能對應的硬編碼和/或操作指令。這種存儲裝置或存儲單元可包括在製品之內。

上文通過示出了特定功能的執行及其關係進行的方法步驟對本發明進行了說明。本文對這些功能構造塊和方法步驟的界限和順序隨機定義，以便於說明。只要特定功能和關係以適當方式執行，可定義替代界限和順序。因此，任何這種替代界限或順序都處於本發明的範圍和主旨內。進一步，本文對這些功能構造塊的界限隨機定義，以便於說明。只要特定重要功能以適當方式執行，可定義替代界限。同樣，本文還可任意定義流程圖框，以示出特定重要功能。根據使用程度，流程圖框的邊界和順序可以其他方式定義，並仍執行特定重要功能。因此，功能組成框與流程圖框和順序的這種替代定義仍落入本發明的範圍和主旨。本領域普通技術人員還應理解的是，本文所述的功能組成框和其他所示框、模組和部件，可按所示方式實施，或通過離散部件、專用積體電路、執行適當軟體的處理器等，或它們的任何組合而實現。

本發明還可至少部分通過一個或多個實施方式進行說明。本文使用本發明的實施方式對本發明、其方面、其特徵、其概念和/或其示例進行舉例說明。體現本發明的設備、製品、機器和/或工藝的物理實施方式可包括根據上文所述的一個或多個實施方式所述的一個或多個方面、特徵、概念、示例等。另外，在不同的圖中，實施方式可包括可使用相同或不同參考數位、名稱相同或相似的功能、步驟、模組等，這些功能、步驟、模組等可以是相同或相似功能、步驟、模組等，或不同功能、步驟、模組等。

除非另有特別說明，本文所示的任何圖中的單元接收、發送和/或之間的信號可以是類比或數位、連續時間或離散時間、單端或差分的。例如，如果顯示信號通路作為單端通路，其還可表示差分信號通路。類似地，如果顯示信號通路作為差分通路，其還可表示單端信號通路。儘管本文對一個或多個特定架構進行了說明，但本領域普通技術人員應理解的是，也可實施採用一個或多個資料匯流排(未明確顯示)、單元間直接連接和/或其他單元間間接耦合的其他架構。

本發明的各個實施方式的說明中使用術語“模組”。模組包括通過硬體實施的，用於進行一個或多個模組功能(諸如處理一個或多個輸入信號，以生成一個或多個輸出信號)的功能塊。實施模組的硬體本身可與軟體和/或固件結合使用。本文使用的模組可包含本身為模組的一個或多個子模組。

儘管本文對本發明的各個功能和特徵的特定組合進行了明確說明，但也可對這些特徵和功能進行其他組合。本發明並不限於本文公開的特定示例，毫無疑問也包含那些其他組合。

100‧‧‧通訊系統

110‧‧‧通訊設備

112‧‧‧發射器

114‧‧‧編碼器

116‧‧‧接收器

118‧‧‧解碼器

120‧‧‧通訊設備

122‧‧‧接收器

124‧‧‧解碼器

126‧‧‧發射器

128‧‧‧編碼器

130‧‧‧衛星通訊通道

132‧‧‧碟形衛星天線

134‧‧‧碟形衛星天線

140‧‧‧無線通訊通道

142‧‧‧通訊塔

144‧‧‧通訊塔

150‧‧‧有線通訊通道

152‧‧‧本地天線

154‧‧‧本地天線

160‧‧‧光纖通訊通道

162‧‧‧介面

164‧‧‧光到電(O/E)介面

199‧‧‧通訊通道

200‧‧‧通訊系統

201‧‧‧資訊位元

202‧‧‧編碼的資訊位元

203‧‧‧離散值調製符號序列

204‧‧‧連續時間發射信號

205‧‧‧濾波的連續時間發射信號

206‧‧‧連續時間接收信號

207‧‧‧連續時間接收信號

208‧‧‧離散時間接收信號

209‧‧‧度量

210‧‧‧編碼的離散值調製符號和資訊位元的最佳估計

220‧‧‧編碼器和符號映射器

222‧‧‧編碼器

224‧‧‧符號映射器

230‧‧‧發射驅動器

232‧‧‧數模轉換器(DAC)

234‧‧‧發射濾波器

260‧‧‧類比前端(AFE)

262a‧‧‧類比接收濾波器

262b‧‧‧數位接收濾波器

264‧‧‧ADC(模數轉換器)

270‧‧‧度量生成器

280‧‧‧解碼器

280a‧‧‧處理模組

280b‧‧‧處理模組

297‧‧‧發射器

298‧‧‧接收器

299‧‧‧通訊通道

圖1和圖2示出了通訊系統各個實施方式。

圖3示出了根據差分信令運行的可進行電磁干擾診斷的通訊系統的實施方式。

圖4示出了根據差分信令運行的可進行電磁干擾診斷的通訊系統的另一實施方式。

圖5A和圖5B示出了進行電磁干擾分析相關的診斷操作的方法的各個實施方式。

Claims

一種降低電磁干擾的收發器自我診斷裝置，包括：共模電路，用於將共模信號驅動到根據差分信令運行的通訊鏈路的第一端中；以及差模電路，用於檢測所述通訊鏈路的第二端的差分信號能量，其中，所檢測到的差分信號能量與對應於所述通訊鏈路的電磁相容性(EMC)的測量結果相對應；其中，所述差模電路用於將所檢測到的差分信號能量與閾值比較以確定所述通訊鏈路是否平衡；以及當所述通訊鏈路確定為平衡時，所述差模電路用於將所檢測到的差分信號能量與至少一個另外的閾值比較，以根據至少一個協定、標準或推薦的實施規範識別EMC的程度。
如申請專利範圍第1項之裝置，其中，所述差模電路用於將所檢測到的差分信號能量與至少一個閾值比較以確定是否符合電磁相容性。
如申請專利範圍第1項之裝置，其中，所述差模電路用於將所檢測到的差分信號能量與閾值比較以確定所述通訊鏈路是否平衡。
如申請專利範圍第1項之裝置，其中，所述通訊鏈路為雙絞電纜。
如申請專利範圍第1項之裝置，還包括：至少一個另外的差模電路，用於將差分信號驅動到所述通訊鏈路的第一端中；其中，所述共模電路和所述至少一個另外的差模電路包括在所述通訊鏈路的第一端實現的實體層(PHY)通訊設備內。
如申請專利範圍第5項之裝置，其中，所述共模電路選擇性地用於將所述共模信號驅動到所述通訊鏈路的第一端中。
如申請專利範圍第5項之裝置，其中，當所述至少一個另外的差模電路將差分信號驅動到所述通訊鏈路的第一端中時，所述共模電路不運行；以及當所述共模電路將所述共模信號驅動到所述通訊鏈路的第一端中時，所述至少一個另外的差模電路不運行。
如申請專利範圍第1項之裝置，其中，所述裝置是在衛星通訊系統、無線通訊系統、有線通訊系統和光纖通訊系統中至少一個內運行的通訊設備。
如申請專利範圍第1項之裝置，其中，所述共模電路在與所述通訊鏈路的第一端耦合的第一通訊設備內實現；以及所述差模電路在與所述通訊鏈路的第二端耦合的第二通訊設備內實現。
一種降低電磁干擾的收發器自我診斷裝置，包括：輸入端，用於接收來自根據差分信令運行的通訊鏈路的共模信號；以及差模電路，用於檢測所述通訊鏈路一端的差分信號能量，其中，所檢測到的差分信號能量與對應於所述通訊鏈路的電磁相容性(EMC)的測量結果相對應；其中，所述差模電路用於將所檢測到的差分信號能量與閾值比較以確定所述通訊鏈路是否平衡；以及當所述通訊鏈路確定為平衡時，所述差模電路用於將所檢測到的差分信號能量與至少一個另外的閾值比較，以根據至少一個協定、標準和/或推薦的實施規範識別EMC的程度。
如申請專利範圍第10項之裝置，其中，所述差模電路用於將所檢測到的差分信號能量與至少一個閾值比較以根據確定是否符合電磁相容性。
如申請專利範圍第10項之裝置，其中，所述差模電路用於將所檢測到的差分信號能量與閾值比較以確定所述通訊鏈路是否平衡。
如申請專利範圍第10項之裝置，還包括：共模電路，用於將所述共模信號驅動到所述通訊鏈路中與所述輸入端相反的所述通訊鏈路的另一端。
如申請專利範圍第10項之裝置，還包括：共模電路，用於將所述共模信號驅動到所述通訊鏈路中與所述輸入端相反的所述通訊鏈路的另一端；以及至少一個另外的差模電路，用於將差分信號驅動到所述通訊鏈路中與所述輸入端相反的所述通訊鏈路的另一端；其中，所述共模電路和所述至少一個另外的差模電路包括在與所述輸入端相對的所述通訊鏈路的另一端實現的實體層(PHY)通訊設備內。
如申請專利範圍第10項之裝置，其中，所述通訊鏈路為雙絞電纜。
如申請專利範圍第10項之裝置，其中，所述裝置是在衛星通訊系統、無線通訊系統、有線通訊系統和光纖通訊系統中至少一個內運行的通訊設備。
一種降低電磁干擾的收發器自我診斷方法，包括：運行共模電路以將共模信號驅動到根據差分信令運行的通訊鏈路的第一端中；運行差模電路以檢測所述通訊鏈路的第二端的差分信號能量；基於所檢測到的差分信號能量確定對應於所述通訊鏈路的電磁相容性(EMC)的測量結果；將所檢測到的差分信號能量與閾值比較以確定所述通訊鏈路是否平衡；以及當通訊鏈路確定為平衡時，將所檢測到的差分信號能量與至少一個另外的閾值比較，以根據至少一個協定、標準和/或推薦的實施規範識別EMC的程度。
如申請專利範圍第17項之方法，還包括：將所檢測到的差分信號能量與至少一個閾值比較以確定是否符合電磁相容性。
如申請專利範圍第17項之方法，還包括：將所檢測到的差分信號能量與閾值比較以確定所述通訊鏈路是否平衡。
如申請專利範圍第17項之方法，還包括：運行至少一個另外的差模電路以將差分信號驅動到所述通訊鏈路的第一端中；並且其中，所述共模電路和所述至少一個另外的差模電路包括在所述通訊鏈路的第一端實現的實體層(PHY)通訊設備內。
如申請專利範圍第17項之方法，還包括：在衛星通訊系統、無線通訊系統、有線通訊系統和光纖通訊系統中至少一個內運行的通訊設備內執行該方法。