用于提供高速串行數(shù)據(jù)鏈路的最優(yōu)dfe的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】用于提供高速串行數(shù)據(jù)鏈路的最優(yōu)DFE的方法和系統(tǒng)
[0001] 相關(guān)申請(qǐng) 本申請(qǐng)涉及并且要求2014年7月18日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?2/026, 408以及2011 年12月15日提交的共同未決、普通轉(zhuǎn)讓的美國(guó)非臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?3/326,753 (其要求 2011年3月8日提交的臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/450, 542的優(yōu)先權(quán)權(quán)益)的優(yōu)先權(quán)權(quán)益并且通過(guò)引用 將前面引用的申請(qǐng)中的每一個(gè)合并于此，如同在本文中完整地闡述一樣。本申請(qǐng)還涉及被 轉(zhuǎn)讓給與本申請(qǐng)相同的受讓人、2009年4月14日提交的第8, 374, 231號(hào)美國(guó)專利，并且通 過(guò)引用將第8, 374, 231號(hào)美國(guó)專利的內(nèi)容合并于此，如同在本文中完整地闡述一樣。在第 8, 374, 231號(hào)美國(guó)專利中的任何公開內(nèi)容與本說(shuō)明書的公開內(nèi)容沖突或者看起來(lái)與之沖突 的限度內(nèi)，本說(shuō)明書的公開內(nèi)容應(yīng)當(dāng)優(yōu)先并且管控任何這樣的沖突的解決。
【背景技術(shù)】
[0002] -般而言，通信系統(tǒng)由發(fā)射信號(hào)的發(fā)射裝置(例如，發(fā)射機(jī))、通過(guò)其發(fā)射信號(hào)的 "介質(zhì)"以及用于接收被發(fā)射信號(hào)的接收裝置(例如，接收機(jī))構(gòu)成。如本領(lǐng)域中已知的，介質(zhì) 可以采取很多物理形式中的任一個(gè)，諸如銅導(dǎo)線、同軸電纜或者在無(wú)線傳輸情況下的空氣。 與"介質(zhì)"同義使用的詞是"傳輸信道"或者簡(jiǎn)稱"信道"。圖1描繪了一般化的通信系統(tǒng)1。 如所示的，發(fā)射裝置(縮寫為"Tx"）2通過(guò)有線信道3將包含信息的模擬波形信號(hào)發(fā)射到接 收裝置4 (縮寫為"Rx")。如本領(lǐng)域中還已知的，可以以從幾千比特每秒到許多千兆比特每 秒(縮寫為"Gb/s"）范圍的變化的速度通過(guò)信道3發(fā)射模擬波形信號(hào)。
[0003] 所謂高速、串行數(shù)據(jù)鏈路系統(tǒng)牽涉以6Gb/s以及更高的速度的信號(hào)傳輸。以這樣 的速度，通常在接收裝置或信道的接收端處需要"均衡"技術(shù)來(lái)校正在信號(hào)傳遞通過(guò)信道3 時(shí)由于常常被稱為信道損耗、反射、串?dāng)_以及噪聲(舉幾個(gè)例子）的物理現(xiàn)象的原因而引起 的信號(hào)降級(jí)。一般地，均衡牽涉移除或"過(guò)濾"掉信號(hào)的導(dǎo)致該信號(hào)降級(jí)的不期望分量、由 前面討論的現(xiàn)象所添加的分量以及其他。
[0004] 在高速、串行數(shù)據(jù)鏈路行業(yè)中，已經(jīng)頒布了管控要應(yīng)用的均衡測(cè)量類型的標(biāo)準(zhǔn)。一 個(gè)這樣的標(biāo)準(zhǔn)是由SAS-2標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)所頒布的標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)牽涉使用所謂"訓(xùn)練序列"的 均衡方法。一般而言，訓(xùn)練序列被用來(lái)調(diào)節(jié)均衡濾波器，使得其可以正確地從所接收的模擬 波形信號(hào)的數(shù)字化樣本中移除不期望的信號(hào)分量。通常，訓(xùn)練序列從所接收的信號(hào)的數(shù)字 化樣本(例如，比特）中導(dǎo)出。
[0005] 然而，確定與給定模擬波形信號(hào)的數(shù)字化樣本相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練序列并非小事一粧。 前面提到的第8, 374, 231號(hào)美國(guó)專利闡述了用于在高速、串行數(shù)據(jù)鏈路系統(tǒng)中使用實(shí)時(shí)或 采樣示波器確定信號(hào)的訓(xùn)練序列的各種的方法和系統(tǒng)(被稱為"均衡仿真器")。然而，在如 此確定的訓(xùn)練序列可以被用來(lái)從信號(hào)中移除降級(jí)之前，其必須與所接收的模擬波形信號(hào)的 重采樣的、數(shù)字化樣本對(duì)齊。第8, 374, 231號(hào)美國(guó)專利公開了用于這么做的技術(shù)。
[0006] 實(shí)際上，訓(xùn)練序列的使用識(shí)別出原始模擬波形信號(hào)的必須被移除或者以其他方式 被調(diào)節(jié)來(lái)校正信號(hào)降級(jí)效果的那些分量。剩下的就是實(shí)際上移除或調(diào)節(jié)這樣的分量一個(gè)適 當(dāng)?shù)?、估?jì)的量。為了這么做，要求附加的均衡或?yàn)V波。
[0007] -種熟知的用于移除信號(hào)降級(jí)、尤其是由于信道插入損耗和反射或者來(lái)自串?dāng)_和 其它源的噪聲的原因引起的符號(hào)間干擾（ISI)所導(dǎo)致的那些的技術(shù)是非線性決策反饋均衡 器（DFE)。如本領(lǐng)域中已知的，DFE使用用于所謂"抽頭系數(shù)"或反饋系數(shù)的合適值來(lái)有效 地移除信號(hào)降級(jí)。抽頭系數(shù)的值可以部分地從所確定的訓(xùn)練序列中來(lái)導(dǎo)出。在DFE中尋找 用于"抽頭系數(shù)"的合適值的過(guò)程被稱為均衡器適配過(guò)程。DFE的抽頭系數(shù)值可以被適配 成導(dǎo)致不同信號(hào)降級(jí)的不同信道上的不同值。在圖2中示出如在快速PCI或者快速外圍部 件互連3.0規(guī)范(有時(shí)被簡(jiǎn)稱為"PCIE3.0"）中闡述的模型DFE的行為。已經(jīng)依照?qǐng)D2中 所示的模型DFE實(shí)現(xiàn)來(lái)確定抽頭系數(shù)的一種形式的DFE使用所謂的"窮盡搜索"過(guò)程。然 而，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種形式的DFE并不產(chǎn)生精確的結(jié)果并且在計(jì)算上是低效的，因?yàn)槠?要求分析許多數(shù)據(jù)點(diǎn)。
[0008]因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供更精確且在計(jì)算上高效的方法和系統(tǒng)以便優(yōu)化在 高速串行數(shù)據(jù)鏈路中使用的DFE的性能。
[0009]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供通過(guò)識(shí)別最優(yōu)DFE抽頭值來(lái)優(yōu)化在高速串行數(shù)據(jù)鏈 路中使用的DFE的性能的方法和系統(tǒng)。
[0010] 本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供通過(guò)識(shí)別最優(yōu)DFE抽頭值來(lái)優(yōu)化在高速串行數(shù)據(jù)鏈 路中使用的DFE的性能的方法和系統(tǒng)，其中被優(yōu)化的DFE還遵守在PCIE3. 0中闡述的模型 DFE的行為。
[0011] 根據(jù)與所附權(quán)利要求相結(jié)合來(lái)閱讀、與相關(guān)聯(lián)的圖一起接下來(lái)的本文，本發(fā)明所 提供的其他目的及其相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)將是清楚明白的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明提供尋找針對(duì)基于峰-峰準(zhǔn)則的最優(yōu)DFE抽頭值的顯式DFE適配方法和相 關(guān)的系統(tǒng)。
[0013]本發(fā)明的實(shí)施例可以包括用于優(yōu)化高速數(shù)據(jù)鏈路的均衡的方法和系統(tǒng)，包括：處 理器，可操作來(lái)執(zhí)行存儲(chǔ)的指令以用于：生成從采樣輸入信號(hào)中導(dǎo)出的最小和最大電壓陣 列輸入值；基于與單位間隔的指定水平位置相關(guān)聯(lián)的所生成的電壓陣列輸入值和反饋系數(shù) 值生成表示多個(gè)眼高度的最小和最大電壓陣列輸出值；基于所生成的電壓陣列輸出值識(shí)別 表示最大眼高度的最大電壓值；基于所識(shí)別的最大電壓值識(shí)別一個(gè)或多個(gè)最優(yōu)反饋系數(shù) 值；以及基于該一個(gè)或多個(gè)識(shí)別的最優(yōu)反饋系數(shù)值生成非線性、均衡的輸出信號(hào)。所述系統(tǒng) 和方法可以更特別地包括或利用性能示波器，諸如實(shí)時(shí)示波器或采樣示波器。
[0014]被優(yōu)化的數(shù)據(jù)鏈路可以是至少6千兆比特每秒的高速串行數(shù)據(jù)信號(hào)。
[0015]在本發(fā)明的附加實(shí)施例中，所述方法和系統(tǒng)包括在DFE適配過(guò)程之前從輸入信號(hào) 中生成連續(xù)、線性均衡的信號(hào)。在本發(fā)明的又另一實(shí)施例中，提供了一種用于優(yōu)化高速數(shù)據(jù) 鏈路的均衡的性能示波器，其包括：用戶接口，用于激活用于至少6千兆比特每秒的高速串 行數(shù)據(jù)信號(hào)的DFE適配過(guò)程，并且用于指示DFE適配過(guò)程何時(shí)完成，該DFE適配過(guò)程基于與 單位間隔的指定水平位置相關(guān)聯(lián)的所識(shí)別的最大電壓值識(shí)別一個(gè)或多個(gè)最優(yōu)反饋系數(shù)值； 以及顯示器，用于顯示該用戶接口。
[0016]本發(fā)明的實(shí)施例還可以包括用于優(yōu)化高速數(shù)據(jù)鏈路的均衡的方法和系統(tǒng)，包括被 配置成接收輸入波形的輸入以及被配置成對(duì)于具有η個(gè)反饋系數(shù)的多反饋系數(shù)決策反饋 均衡器（DFE)對(duì)輸入波形施行DFE適配的處理器，其中η大于1。該處理器可操作來(lái)執(zhí)行所 存儲(chǔ)的指令，包括測(cè)量與用于輸入波形的η+1個(gè)比特圖案的單位間隔的指定水平位置相關(guān) 聯(lián)的最小和最大電壓輸出，使用所測(cè)量的η+1個(gè)比特圖案的最小和最大電壓輸出用公式表 示線性等式，通過(guò)求解該線性等式來(lái)確定最優(yōu)η個(gè)反饋系數(shù)，以及基于所確定的最優(yōu)η個(gè)反 饋系數(shù)來(lái)模擬DFE以確定均衡的輸入波形。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是尚速、串彳丁數(shù)據(jù)鏈路系統(tǒng)的表不。
[0018] 圖2是依照PCIE3.0標(biāo)準(zhǔn)的基于接收機(jī)的模型DFE的行為的表示。
[0019] 圖3描繪了由PCIE3.0規(guī)范指定的眼高度測(cè)量。
[0020] 圖4描繪了依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的2-比特序列組合。
[0021] 圖5描繪了使用根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示波器的測(cè)量設(shè)置。
[0022] 圖6描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示波器的功能框圖。
[0023]圖7描繪了作為依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的DFE反饋系數(shù)的函數(shù)的最小和最大比 特電壓的表示。
[0024]圖8描繪了作為依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的DFE反饋系數(shù)的函數(shù)的眼高度的表 不。
[0025] 圖9描繪了概述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的最優(yōu)DFE過(guò)程的流程圖。
[0026] 圖10Α和10Β描繪了在依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的DFE之前和之后兩者的直方 圖。
[0027]圖11描繪了作為用于激活根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的最優(yōu)DFE過(guò)程的示波器的 一部分的用戶接口。
[0028]圖12是具有多個(gè)反饋系數(shù)的基于接收機(jī)的模型DFE的行為的表示。
[0029] 圖13描繪了概述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的最優(yōu)DFE過(guò)程的另一個(gè)流程圖。
[0030] 圖14Α描繪了在DFE過(guò)程之前的眼圖，并且圖14Β描繪了在DFE過(guò)程之后的眼圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 依照本發(fā)明，給出了利用顯式適配方法而非窮盡搜索方法來(lái)基于以峰-峰為基礎(chǔ) 的準(zhǔn)則識(shí)別最優(yōu)DFE抽頭或反饋系數(shù)的DFE的示例性實(shí)施例。顯式適配方法提供閉合形式 的解決方案（即，直接地而非迭代地計(jì)算最優(yōu)抽頭系數(shù)值)。這樣的DFE遵守在PCIE3. 0規(guī) 范中定義的模型DFE的行為。
[0032] 返回參考圖2,基于接收機(jī)的模型DFE從連續(xù)線性均衡器（CTLE)中提取模擬輸出 信號(hào)X,，并且輸出均衡的模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)/；，其中：
并且其中，Λ可以被建模為DFE的加總的差分輸出電壓，被建模為決策函數(shù)輸出電 壓，4被建模為DFE差分輸入電壓，屯被建模為抽頭或反饋系數(shù)，以及々被建模為