用于在接收器中训练参考电压电平及数据取样定时的方法及设备技术

本发明专利技术揭示用于针对接收器系统计算最佳取样点的位置的方法及设备。简单地说，第一种方法包含：确定所接收信号的最大电压容限及最大定时容限；及根据这些容限，确定最佳取样点，所述最佳取样点包括参考电压电平（Ｖｒｅｆ）及相对取样相位。所述最佳取样点的位置是基于所述最大电压容限的取样点及所述最大定时容限的取样点的位置。第二种方法包含：建立初始取样点；及接着连续精化所述取样点的电压及定时分量中的每一者，直到达到最佳取样点为止。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例涉及在例如动态随机存取存储器(DRAM)等集成电路中优化所接 收信号的取样点。
技术介绍
跨越高速芯片间互连的数据发射可采取许多形式。在图1中表示在单一半导体装 置内的高速组件之间或印刷电路板上的两个装置之间的数据发射系统10的一个实例。在 图1中，发射器12 (例如，微处理器)经由一个或一个以上发射通道14a到14c (例如，半导 体装置中或印刷电路板上的“芯片上”铜迹线)将数据发送到接收器16(例如，另一微处理 器或存储器)。所述发射通道14a到14c被称为(例如)“数据总线”，其允许将一个或一 个以上数据信号从一个装置发射到另一装置。理想地，当跨越通道14将数据信号从发射器 12发送到接收器16时，将在单一时间单元内含有所发射脉冲中的所有能量，所述时间单元 通常被称为单位区间(UI)。然而，出于许多原因，不会如发射数据信号那样准确地接收到所述数据信号。虽然 理想的数据信号可包含逻辑‘1’ ( “高”)值或逻辑‘0’ ( “低”)值，但在接收器16处检测 到实际数据信号时，所述实际数据信号可能已发生更改。通常，这是因为其中发送所述数据 信号的通道的效应。因此，实际发射器及实际发射通道不会展现理想的特性，且在高速电路 设计中发射通道的效应变得越来越重要。归因于许多因素(包括(例如)铜迹线的有限传 导性、印刷电路板(PCB)的介电媒质及由通孔引入的不连续性)，最初良好界定的数字脉冲 在其穿过发射路径时将往往会扩展或分散。举例来说，在被称为串扰的现象中，如图1中所示的多个通道14a到14c的使用可 能归因于通道14a到14c之间的电容性或电感性耦合而致使在系统10中将不合需要的噪 声从一个数据信号传送到另一数据信号。即使当系统10中仅存在单一通道14时，所发射 的信号也可能归因于电容性或电感性效应而失真。在多通道系统10中，当转变数据在相邻 线路上诱发电压(电感性串扰)或电流(电容性串扰)时发生串扰。在给定通道上，来自 相邻通道的串扰可更改所关注位的振幅及定时特性。最常用谨慎的通道路由选择技术来解 决串扰，所述技术可包括在通道之间放置额外迹线以提供遮蔽并减少通道间耦合。导致通道上的数据位失真的另一现象是分散，所述分散因通道14上的非均勻群 组延迟或其它带宽限制而产生。此现象导致脉冲能量扩展超出脉冲UI的边界，其导致来自 位序列中的在所关注位之前或之后的位的能量影响所述所关注位的振幅及/或定时。此现 象被称为符号间干扰(ISI)且通常经由通道均衡来解决。通过将频率相依电路(其传送特 性与通道特性相反)置于所述发射通道之前或之后，可恢复原始信号行为。在图2A中展示脉冲的分散，其中在给定UI (例如，UI3)期间由发射器12发送单一数据脉冲15a。然而，由于通道14的效应，此数据脉冲在接收器16处变得在多个UI上扩 展15b，即，在发送所述脉冲的UI之外(例如，在UI2及UI4中)观测到所述脉冲的能量的某一部分。所关注UI之外的此残余能量(ISI)可因此扰动原本占用相邻UI中的任一者的脉冲。在图2B的模拟中更简明地展示ISI，其中两个理想脉冲^及JI2各自占用其自 身的邻近单位区间。所得的分散脉WP1及P2表示在标准印刷电路板材料(FR4)中经由6 英寸铜迹线以lOGb/s进行发射之后的所述理想脉冲的所模拟的所接收型式。如图中表示 ISI的阴影部分所示，这些脉冲中的每一者中的分散与另一脉冲重叠。较大脉冲P3表示当 跨越同一通道无中间延迟地发送P1及P2时产生的波形，其通常出现于标准不归零(NRZ)信 令格式中。从接收器16的观点来看，用于快速分析ISI及其它噪声对信号的效应的一个工具 是眼图。眼图是叠加或覆盖来自数据序列的多个数据符号的曲线图。这提供所述数据信号 将如何随时间而变化的清晰图像，且其还辅助确定用于正确确定每一所发射位的原始数字 状态(即，将每一所发射位恰当地解译为逻辑‘1’值或逻辑‘0’值)的可用容限。当所述 眼(例如)归因于减少的信号容限而闭合时，可用数据俘获窗收缩且不正确地解译所接收 位的数字值的可能性增加。在高速系统中，如果接收器输入缓冲器自身是带宽限制的或不容许过程变化，则 跨越通道而建立的ISI可在所述接收器中加剧或放大。因此，在传入数据穿过任何电路之 前在其进入接收芯片时立即俘获所述传入数据的技术已加以展示以在数据俘获机制的方 面提供最大错误容限，且因此在高性能系统中正变得越来越常见。为了以此方式俘获传入数据，通常使用读出放大器，其允许进入接收芯片的数据 立刻与在对应于来自相关联的时钟边缘(取样时钟)的触发的时间点处的参考电压(Vref) 进行比较。取决于接收器特性，此方法可极容忍振幅噪声诱发及定时抖动诱发的数据眼闭 合(即，数据俘获窗的收缩)。然而，此方法相对于数据眼开口来说对Vref与取样时钟边缘 (时钟与数据转变之间的相位关系)的相对位置敏感。为了减少错误的可能性，系统已开始“训练Vref及取样时钟边缘的相对相位以便 使取样点(Vref与取样相位的交叉点)居中于俘获窗内。通常在系统起动期间发生但可贯 穿所述系统的操作周期性地重复的所述训练可由发射器与接收器之间的交互组成，或其可 包含在接收器内，因此简化互连。可在逐通道基础上实行所述训练(独立地训练每一接收 器)，或者可在单一通道上发生所述训练，其中将所得设定应用于若干并联接收器电路以减 少与实体化训练电路的若干复本相关联的面积及功率成本。在仅训练一个通道且将所得设 定应用于多个通道的情况下，归因于实际系统中固有的通道间区别而损失一些额外接收器 感测容限。在应最大化容限的高速系统中，对每一通道的独立训练正变得越来越常见。这 可通过在每一接收器处复制所述训练电路且同时执行所有通道的训练或者可使用单一训 练电路并将其在各个通道之间进行时间多路复用以训练每一通道(一次一个)来实现。Vref的可训练性暗示着Vref的量值是可控制的。这通常需要从数/模转换器 (DAC)产生Vref，所述数/模转换器(DAC)可经设定以基于数字输入来输出关于模拟信号 的指定电压电平。类似地，相对于数据边缘的取样时钟定时或取样相位的可训练性需要对 时钟传播延迟的控制。这通常经由使用可变延迟线(VDL)来实现，所述可变延迟线(VDL) 可能需要或可能不需要额外并入有延迟锁定回路(DLL)或相位锁定回路(PLL)。经由也通 常以数字方式控制的相位内插电路来实现所述取样相位设定的进一步分辨率。因此，可以数字方式控制Vref与取样相位两者，且每一参数的范围可包含电压 (Vref)或定时(取样相位)的若干步阶，其中每一步阶的分辨率仅受被认为适合于系统的 复杂性程度所限制。所属领域的技术人员很好地理解这些训练操作、DAC、VDL、DLL及PLL 所需的电路，且所述电路在高性能系统中变得越来越常见。因此，当训练Vref及取样相位 时，所述电路自身并不被认为是限制因素。此外，用于训练的替代方法也是可能的，所述方 法可能不需要此处论述的特定电路。参看图3A来论述一种用于训练Vref及取样相位以确定最佳取样点的方法，如前文所论述，图3A将若干数据循环组合成眼图。应注意，以下描述均是根据眼图来论述的，所 述眼图往往会暗示着数据眼中所含有的所有信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在接收器中优化信号的取样点的方法，其包含：在多个相位处对所述信号进行取样，且在所述多个相位中的每一者处计算电压容限；从所述电压容限中确定最大电压容限且存储与所述最大电压容限相关联的第一参考电压电平及第一相位值；在多个参考电压电平处对所述信号进行取样，且在所述多个参考电压电平中的每一者处计算定时容限；从所述定时容限中确定最大定时容限且存储与所述最大定时容限相关联的第二参考电压电平及第二相位值；根据所述第一及第二相位值以及所述第一及第二参考电压电平确定所述信号的最佳取样点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-10-31 11/930,524一种用于在接收器中优化信号的取样点的方法，其包含在多个相位处对所述信号进行取样，且在所述多个相位中的每一者处计算电压容限；从所述电压容限中确定最大电压容限且存储与所述最大电压容限相关联的第一参考电压电平及第一相位值；在多个参考电压电平处对所述信号进行取样，且在所述多个参考电压电平中的每一者处计算定时容限；从所述定时容限中确定最大定时容限且存储与所述最大定时容限相关联的第二参考电压电平及第二相位值；根据所述第一及第二相位值以及所述第一及第二参考电压电平确定所述信号的最佳取样点。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述最大电压容限包含最大数目的无错误参考电 压电平，且其中每一参考电压电平具有至少一个无错误相位值。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述最大定时容限包含最大数目的无错误相位 值，且其中每一相位值具有至少一个无错误参考电压电平。4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述多个相位中的每一者处计算所述电压容限 包含在所述多个相位中的每一者处将所述信号与所述参考电压电平进行比较，同时在每一 垂直方向上改变所述多个参考电压电平。5.根据权利要求1所述的方法，其中在所述多个参考电压电平中的每一者处计算所述 定时容限包含在每一参考电压电平处将所述信号与所述参考电压电平进行比较，同时在每 一水平方向上改变所述多个相位。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个参考电压电平中的每一者包含从参考电 压电路输出的电压电平。7.根据权利要求1所述的方法，其中通过歪斜所述接收器的差动引线中的偏置电流来 形成所述多个参考电压电平中的每一者。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一参考电压电平及相位值位于所述最大 电压容限的中点处，且其中所述第二参考电压电平及相位值位于所述最大定时容限的中点 处。9.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一及第二相位值求平均值且将所述第一 及第二参考电压电平求平均值以确定所述信号的所述最佳取样点。10.一种用于在接收器中优化信号的取样点的方法，其包含建立所述取样点，其中所述取样点包含取样相位及参考电压电平；从所述取样点开始在多个相位处测量所述信号以确定第一定时失效及第二定时失效；基于所述第一定时失效及所述第二定时失效来更新所述取样点的所述取样相位；从所述经更新取样点开始在多个参考电压电平处测量所述信号以确定第一电压失效 及第二电压失效；及基于所述第一电压失效及所述第二电压失效来更新所述经更新取样点的所述参考电 压电平。11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包含通过重复所述测量及更新的动作以进一步更新所述取样相位及参考电压电平来进一步精化所述取样点。12.根据权利要求11所述的方法，其中执行所述重复所述测量及更新的动作达指定数 目的反复。13.根据权利要求11所述的方法，其中执行所述重复所述测量及更新的动作直到先前 取样点与当前取样点之间的差降到低于指定阈值为止。14.根据权利要求10所述的方法，其中建立所述取样点包含确定所述信号的中点相位 与中点电压电平的交叉点。15.根据权利要求10所述的方法，其中所述多个相位包含所述信...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西M霍利斯，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]