用于高速串行接口中自动恒定差分信号幅值的系统

摘要

本发明提供了一种用于高速串行接口中自动恒定差分信号幅值的系统，用于恒定系统外接的均衡器的输入信号幅值，确保均衡器的均衡效果，提高接收信号的完整性。所述系统包括：可变增益放大器，用于接收原始差分信号和增益控制电路输出的控制信号，对原始差分信号进行增益处理，将增益处理后的差分信号输出至系统外接的均衡器；幅值检测电路，用于提取增益处理后的差分信号的幅值，并将幅值转化为电压信号；电压比较器，用于比较所述电压信号与参考电压，输出比较结果；增益控制电路，用于根据所述比较结果确定控制码，并将控制码作为控制信号输出至可变增益放大器。

说明书

技术领域

本发明涉及高速串行接口相关的集成电路设计领域，具体涉及一种用于高速串行接口中自动恒定差分信号幅值的系统。

背景技术

高速串行通信系统中，信道的低通特性使串行信号的高频分量极大衰减，因此需要均衡器(CTLE)对信号高频分量进行补偿，又因信道阻抗特性，电路工艺偏差，以及所处环境等因素的影响，串行信号的幅值会发生较大波动，而信号幅值过大会降低CTLE均衡效果，过小又会降低信噪比，因此有必要对接收端接收到的串行信号进行处理，使其幅值处在CTLE的最佳输入范围。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种用于高速串行接口中自动恒定差分信号幅值的系统，以解决上述的至少一项技术问题。

(二)技术方案

本发明提供了一种用于高速串行接口中自动恒定差分信号幅值的系统，包括可变增益放大器、幅值检测电路、电压比较器和增益控制电路，其中，

可变增益放大器，用于接收原始差分信号和增益控制电路输出的控制信号，对原始差分信号进行增益处理，将增益处理后的差分信号输出至系统外接的均衡器；

幅值检测电路，用于提取增益处理后的差分信号的幅值，并将幅值转化为电压信号；

电压比较器，用于比较所述电压信号与参考电压，输出比较结果；

增益控制电路，用于根据所述比较结果确定控制码，并将控制码作为控制信号输出至可变增益放大器。

优选地，所述参考电压随系统所述均衡器的特性变化而变化。

优选地，所述增益处理后的差分信号幅值受控制码控制，所述控制码值与输出信号幅值成正向关系，所述控制码范围为0至2^N-1，其中N为增益控制端口的位宽。

优选地，所述增益控制电路包括：

一个比较结果输入端，用于接收所述比较结果；

一组增益控制端口，用于连接可变增益放大器，对其增益进行控制；

一个结束信号输出端，用于与电压比较器和幅值检测电路的电源控制端口相连。

优选地，所述可变增益放大器包括：

一对第一差分信号输入端，用于接收原始差分信号；

一对差分信号输出端，用于输出增益处理后的差分信号；

一组增益控制信号输入端，用于输入控制码。

优选地，所述幅值检测电路包括：

一组第二差分信号输入端，用于接收增益处理后的差分信号；

一个幅值电压输出端与电压比较器正端相连，用于输出提取的差分信号幅值；

一个第一电源控制端，用于开启或者关闭幅值检测电路的电源。

优选地，所述电压比较器包括：

正输入端，用于与幅值检测电路幅值电压输出端相连；

负输入端，用于接参考电压；

输出端，用于与增益控制电路相连；

一个第二电源控制端，用于开启或者关闭电压比较器的电源。

(三)有益效果

本发明采用可变增益放大器，幅值检测电路，电压比较器和增益控制电路，实现系统外接的均衡器输入幅值的自动恒定，确保了均衡器输入幅值与参考电压幅值一致，保证了均衡效果，提高了信号完整性。

本发明还采用了电源控制端，仅在上电后的一小段时间进行调整，相关电路在调整结束后进入关机状态，并不会引入过多的功耗。

附图说明

图1为本发明实施例的用于高速串行接口中自动恒定差分信号幅值的系统；

图2为本发明实施例的增益控制电路的工作流程图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种用于高速串行接口中自动恒定差分信号幅值的系统，包括可变增益放大器、幅值检测电路、电压比较器和增益控制电路，其中，

可变增益放大器，用于接收原始差分信号和增益控制电路输出的控制信号，对原始差分信号进行增益处理，将增益处理后的差分信号输出至系统外接的均衡器；增益处理后的差分信号幅值受控制码控制，所述控制码值与输出信号幅值成正向关系，所述控制码范围为0至2^N-1，其中N为增益控制端口的位宽，N值越大，系统控制精度越高，电路调整后输出的增益处理后的差分信号幅值与参考电压的幅值就越接近。

具体地，所述可变增益放大器包括：一对第一差分信号输入端，用于接收原始差分信号；一对差分信号输出端，用于输出增益处理后的差分信号；一组增益控制信号输入端，用于输入控制码。

幅值检测电路，用于提取增益处理后的差分信号的幅值，并将幅值转化为电压信号；包括：一组第二差分信号输入端，用于接收增益处理后的差分信号；一个幅值电压输出端与电压比较器正端相连，用于输出提取的差分信号幅值；一个第一电源控制端，用于开启或者关闭幅值检测电路的电源。

电压比较器，用于比较所述电压信号与参考电压，输出比较结果；所述参考电压随所述均衡器的特性变化而变化，包括：正输入端，用于与幅值检测电路幅值电压输出端相连；负输入端，用于接参考电压；输出端，用于与增益控制电路相连；一个第二电源控制端，用于开启或者关闭电压比较器的电源。

增益控制电路，用于根据所述比较结果确定控制码，并将控制码作为控制信号输出至可变增益放大器。具体地，所述增益控制电路包括：一个比较结果输入端，用于接收所述比较结果；一组增益控制端口，用于连接可变增益放大器，对其增益进行控制；一个结束信号输出端，用于与电压比较器和幅值检测电路的电源控制端口相连。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明实施例的用于高速串行接口中自动恒定差分信号幅值的系统，如图1所示，该系统包含：可变增益放大器，用于接收原始差分信号和增益控制电路输出的控制信号，对原始差分信号进行增益处理，将增益处理后的差分信号输出至系统外接的均衡器；幅值检测电路，用于提取增益处理后的差分信号的幅值，并将幅值转化为电压信号；电压比较器，用于比较所述电压信号与参考电压，输出比较结果；增益控制电路，用于根据所述比较结果确定控制码，并将控制码作为控制信号输出至可变增益放大器。

所述可变增益放大器包括：一对第一差分信号输入端，用于接收原始差分信号v_in；一对差分信号输出端，用于输出增益处理后的差分信号v_out，输出的差分信号分为两路，一路外接均衡器，实现差分信号的后续处理，一路接幅值检测电路输入端DIFin；一组增益控制信号输入端，与增益控制电路增益控制端口Gain-code相连，用于输入控制码K，并将所述K作为控制信号。控制信号输入端位宽为N，N值越大，系统控制精度越高，电路调整后输出的增益处理后的差分信号的幅值与参考电压幅值就越接近。控制码最小值为K＝0，最大为K＝2^N-1。可变增益放大器实现对输入的差分信号的增益处理，其输出的增益处理后的差分信号幅值受控制码K控制，当输入控制码K值越大，输出信号幅值越大，反之越小。

所述幅值检测电路用于提取增益处理后的差分信号的幅值幅值，并将幅值转化为一电压信号输出，包括：一组第二差分信号输入端，用于接收增益处理后的差分信号v_out；一个幅值电压输出端PEAK与电压比较器正端相连，用于输出提取的差分信号幅值；一个第一电源控制端PD>

所述电压比较器用于实现对幅值检测电路输出电压信号与参考电压的比较，包括：正输入端，用于与幅值检测电路幅值电压输出端PEAK相连；负输入端，用于接参考电压VREF，VREF根据均衡器的特性得到，当均衡器输入信号幅值在VREF附近时均衡器有最佳均衡效果；输出端，用于与增益控制电路RESULT端口相连；当幅值检测电路输出电压高于参考电压时，电压比较器输出为1，当幅值检测电路输出电压低于参考电压时，电压比较器输出为0；一个第二电源控制端PD 2，用于开启或者关闭电压比较器的电源。

所述增益控制电路包括：一个比较结果输入端RESULT，用于接收所述比较结果；一组增益控制端口Gain-code，位宽为N，用于连接可变增益放大器，对其增益进行控制；一个结束信号输出端FINISH，用于与电压比较器和幅值检测电路的电源控制端口相连。增益控制电路根据电压比较器输出结果，输出控制码对可变增益放大器进行控制，并在完成调整后关闭电压比较器以及幅值检测电路电源，从而使可变增益放大器输出的增益处理后的差分信号幅值基本恒定参考电压幅值。

图2为本发明实施例的增益控制电路的工作流程图，如图2所示，增益控制电路上电瞬间，增益控制电路复位，增益控制码K归零，调整结束信号FINISH置0，此时电压比较器与幅值检测电路电源开启，此时可变增益放大器按照最小放大倍数对输入的原始差分信号v_in进行放大，幅值检测电路提取可变增益放大器输出的增益处理后的差分信号v_out的幅值，并通过电压比较器与参考电压VREF进行比较，若此时比较结果为1，则说明增益处理后的信号幅值已经大于参考电压，电路调整过程结束，若比较结果不为1，增益控制码则加1，相应的可变增益放大器增益增加一个级别，对原始信号进行增益处理，其输出的处理后的信号幅值亦增加一个级别，在增益控制码达到最大值之前若增益处理后的差分信号幅值未达到VREF的级别，增益控制码持续增加，增益处理后的信号幅值持续增加，直到幅值达到VREF级别，使电压比较器比较结果RESULT为1。此时增益控制电路将输出增益控制码固定，可变增益放大器增益也固定，此时其输出幅值最接近参考电压VREF。在电路调整过程中若增益控制码达到最大值2^N-1时，增益处理后的差分信号幅值仍无法达到参考电压的级别则调整过程直接结束，可变增益放大器按照最大的K值2^N-1进行放大，此时的输出信号幅值亦是电路性能允许范围内最接近VREF的级别。调整过程结束后FINISH信号置1，电压比较器、幅值检测电路电源关闭以节约功耗。综上，本结构能使均衡器输入信号的幅值保持在电路性能允许范围内的最接近VREF的级别，能使电路获得最合适的幅值，合适的幅值获得了最佳的均衡器均衡效果确保接口的最佳信号完整性，调整结束自动关闭电源，在实现幅值恒定的基础上并不明显增加功耗。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。