針對(duì)信號(hào)處理鏈的衰減器控制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信號(hào)衰減控制的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]典型的無線電接收機(jī)可以包括一個(gè)或多個(gè)天線，所述一個(gè)或多個(gè)天線可操作地連接到可編程衰減器，可編程衰減器后接接收機(jī)鏈的其他組件。天線可操作地連接到可編程衰減器意味著在天線與可編程衰減器之間可能或可能不存在其他組件(例如，濾波器、放大器等)。其他組件可以例如包括放大器，例如，低噪聲放大器(LNA)。在下文中，后接LNA的可編程衰減器的示例將用于說明的目的。
[0003]應(yīng)當(dāng)注意的是，本文提及的接收機(jī)可以在單個(gè)芯片上包括單個(gè)接收機(jī)鏈或接收機(jī)鏈系統(tǒng)，例如，多個(gè)接收機(jī)鏈。
[0004]典型的無線電接收機(jī)還可以包括自動(dòng)增益控制(AGC)功能，AGC功能至少控制衰減器以調(diào)節(jié)接收機(jī)鏈的整體增益，例如，調(diào)整接收信號(hào)使得信號(hào)的期望部分被充分提升到本底噪聲之上和/或調(diào)整接收信號(hào)使得避免高信號(hào)電平(其引起例如削波和/或其他非線性)。
[0005]接收機(jī)的LNA和/或其他組件的性能通常針對(duì)增加的輸入信號(hào)(例如，電壓)電平而降低，并且如果過量信號(hào)電平(及其持續(xù)時(shí)間)足夠大，則LNA通常會(huì)發(fā)生故障。在一些實(shí)現(xiàn)中，衰減器本身的性能也可能隨著過量輸入信號(hào)(例如，電壓)電平及其持續(xù)時(shí)間而降低。降低通?？梢葬槍?duì)不同的衰減參數(shù)設(shè)置配置而不同。通常，信號(hào)處理單元的性能降低可能是由于接收機(jī)鏈的組件被迫處于規(guī)定其操作的工作區(qū)之外(參數(shù)漂移)引起的。單元的參數(shù)漂移和最終故障可能是由于單元中的各種耗損過程引起的，例如，柵氧化層的介質(zhì)擊穿和熱載流子注入(其導(dǎo)致界面態(tài)和界面陷阱)。這通常將嚴(yán)重地降低包括接收機(jī)鏈的廣品的壽命。
[0006]這在CMOS技術(shù)實(shí)現(xiàn)中是特別突出的。CMOS技術(shù)的演進(jìn)在很多方面提供了改進(jìn)的性能。然而，CMOS設(shè)備體驗(yàn)的高應(yīng)力條件導(dǎo)致參數(shù)漂移并且最終導(dǎo)致完全故障，其中與其他技術(shù)實(shí)現(xiàn)相比，在CMOS技術(shù)實(shí)現(xiàn)中，擊穿電壓通常減小。減小的擊穿電壓減小了最大允許電源電壓和最大允許信號(hào)電壓擺幅。在A.W.Strong等的“Reliability ffearoutMechanisms in Advanced CMOS Technologies”，Wiley, IEEE, 2009 中可以找到對(duì) CMOS 實(shí)現(xiàn)耗損的描述。
[0007]如果可以在電流域而不是電壓域中執(zhí)行信號(hào)操縱，則在使用CMOS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的集成電路中，CMOS技術(shù)的減小的擊穿電壓不一定成為問題。然而，這種電路的接口通常是利用分立的集中或分布式組件使用預(yù)定義阻抗水平(例如，50歐姆)來實(shí)現(xiàn)的，這通常迫使信號(hào)操縱的至少一些在電壓域中執(zhí)行。例如，無線電接收機(jī)可以暴露于具有取決于不同參數(shù)(例如，發(fā)射機(jī)的功率電平和發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的距離)的變化功率電平的信號(hào)。
[0008]因此，在擊穿電壓低于預(yù)期最大信號(hào)電平的情況下使用CMOS技術(shù)實(shí)現(xiàn)接收機(jī)可能導(dǎo)致嚴(yán)重的魯棒性問題。因?yàn)榻?jīng)歷的接收信號(hào)功率的電平及其持續(xù)時(shí)間通常將針對(duì)不同的接收機(jī)而完全不同，因此可能難以指定預(yù)期壽命，并且很多接收機(jī)可能在其指定壽命之前經(jīng)歷性能下降或者甚至完全故障。
[0009]因此，需要用于控制過量信號(hào)(例如，電壓)電平的方法和裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，說明書中使用的術(shù)語“包括/包含”用于指定存在所述特征、整數(shù)、步驟或組件，但是不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、組件或其組合。
[0011]還應(yīng)當(dāng)注意的是，“過量信號(hào)電平”和類似的表示可以包括示例性過量電壓電平和過量電流電平中的一個(gè)或多個(gè)(如果適用的話)。相應(yīng)地，當(dāng)術(shù)語“過量電壓電平”或術(shù)語“過量電流電平”或任何其他類似的術(shù)語用作示例時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解的是，更一般地，過量信號(hào)電平可以等同適用。
[0012]—些實(shí)施例的目的是消除上述缺點(diǎn)中的至少一些并且提供改進(jìn)的衰減器控制。
[0013]根據(jù)第一方面，這是通過一種信號(hào)處理鏈的衰減器控制方法來實(shí)現(xiàn)的，所述信號(hào)處理鏈包括兩個(gè)或更多個(gè)信號(hào)處理單元，其中，所述兩個(gè)或更多個(gè)信號(hào)處理單元之一是信號(hào)衰減器，所述信號(hào)衰減器適于基于一個(gè)或多個(gè)衰減參數(shù)來對(duì)衰減器輸入信號(hào)應(yīng)用自適應(yīng)信號(hào)衰減以提供衰減器輸出信號(hào)。
[0014]所述兩個(gè)或更多個(gè)信號(hào)處理單元中的至少一個(gè)具有相關(guān)聯(lián)的耗損過程和相應(yīng)的耗損預(yù)算，其中當(dāng)所述信號(hào)處理鏈的耗損指示信號(hào)的電平處于耗損區(qū)域內(nèi)時(shí)，發(fā)生所述耗損過程的耗損事件，并且通過與相應(yīng)耗損事件相關(guān)聯(lián)的耗損事件成本來對(duì)所述耗損過程進(jìn)行建模。
[0015]所述方法包括:獲得關(guān)于是否已經(jīng)發(fā)生所述耗損過程的耗損事件的指示。所述方法還包括(如果所獲得的指示顯示已經(jīng)發(fā)生所述耗損過程的耗損事件的話):通過相關(guān)聯(lián)的耗損事件成本來更新所述耗損過程的耗損累積度量；將所述耗損過程的所述耗損累積度量與所述耗損過程的一個(gè)或多個(gè)耗損閾值進(jìn)行比較；以及基于比較來適配所述信號(hào)衰減器的衰減參數(shù)。所述方法還包括:基于所述衰減參數(shù)來控制所述信號(hào)衰減器。
[0016]在一些實(shí)施例中，所述兩個(gè)或更多個(gè)信號(hào)處理單元還可以包括放大器，例如，低噪聲放大器(LNA)，適于接收所述衰減器輸出信號(hào)作為放大器輸入信號(hào)。在這些實(shí)施例中，兩個(gè)或更多個(gè)信號(hào)處理單元中的至少一個(gè)可以包括信號(hào)衰減器和放大器中的一個(gè)或多個(gè)。
[0017]根據(jù)一些實(shí)施例，信號(hào)衰減器可以由包括自動(dòng)增益控制(AGC)功能的衰減器控制器來控制，并且衰減參數(shù)可以包括AGC參數(shù)。
[0018]根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，可以重復(fù)地執(zhí)行所述方法。例如，可以以定期時(shí)間間隔來重復(fù)所述方法。
[0019]根據(jù)一些實(shí)施例，所述一個(gè)或多個(gè)耗損閾值可以至少定義預(yù)算過度消耗域。然后，并且基于比較來適配所述信號(hào)衰減器的衰減參數(shù)可以包括:如果所述耗損累積度量落入所述預(yù)算過度消耗域中，則適配所述信號(hào)衰減器的衰減參數(shù)以減小耗損事件發(fā)生概率。
[0020]備選地或此外，根據(jù)一些實(shí)施例，所述一個(gè)或多個(gè)耗損閾值可以定義預(yù)算欠消耗域。然后，基于比較來適配所述信號(hào)衰減器的衰減參數(shù)可以包括:如果所述耗損累積度量落入所述預(yù)算欠消耗域中，則適配所述信號(hào)衰減器的衰減參數(shù)以增加耗損事件發(fā)生概率。
[0021]備選地或此外，根據(jù)一些實(shí)施例，所述一個(gè)或多個(gè)耗損閾值可以定義可接受預(yù)算消耗域。如果所述耗損累積度量落入所述可接受預(yù)算消耗域中，則所述方法可以包括保持所述信號(hào)衰減器的衰減參數(shù)(即，其當(dāng)前值)。
[0022]在一些實(shí)施例中，所述兩個(gè)或更多個(gè)信號(hào)處理單元中的多個(gè)信號(hào)處理單元可以具有相應(yīng)相關(guān)聯(lián)的耗損過程。備選地或此外，所述兩個(gè)或更多個(gè)信號(hào)處理單元中的至少一個(gè)信號(hào)處理單元可以具有多個(gè)相應(yīng)相關(guān)聯(lián)的耗損過程。在這些實(shí)施例中的任意實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)耗損閾值可以至少定義所述相應(yīng)耗損過程的預(yù)算過度消耗域，并且獲得所述指示、更新所述耗損累積度量以及將所述耗損累積度量與一個(gè)或多個(gè)耗損閾值進(jìn)行比較可以是針對(duì)所述相應(yīng)耗損過程中的每一個(gè)來執(zhí)行的。
[0023]在存在多個(gè)耗損過程的實(shí)施例中，基于比較來適配所述信號(hào)衰減器的衰減參數(shù)可以例如包括:如果所述相應(yīng)耗損過程中的至少一個(gè)的耗損累積度量落入相應(yīng)預(yù)算過度消耗域中，則適配所述信號(hào)衰減器的衰減參數(shù)以減小耗損事件發(fā)生概率。此外，所述一個(gè)或多個(gè)耗損閾值可以至少定義所述相應(yīng)耗損過程的預(yù)算欠消耗域，以及基于比較來適配所述信號(hào)衰減器的衰減參數(shù)可以包括:如果所有耗損過程的耗損累積度量落入相應(yīng)預(yù)算欠消耗域中，則適配所述信號(hào)衰減器的衰減參數(shù)以增加耗損事件發(fā)生概率。根據(jù)一些實(shí)施例，否則可以使所述信號(hào)衰減器的衰減參數(shù)保持不變。
[0024]備選地，在存在多個(gè)耗損過程的實(shí)施例中，基于比較來適配所述信號(hào)衰減器的衰減參數(shù)可以包括:針對(duì)所述相應(yīng)耗損過程中的每一個(gè)，如果所述耗損過程的耗損累積度量落入所述預(yù)算過度消耗域中，則確定中間衰減參數(shù)，所述中間衰減參數(shù)定義減小的耗損事件發(fā)生概率(和/或如果所述耗損過程的耗損累積度量落入預(yù)算欠消耗域中，則定義增加的耗損事件發(fā)生概率)；以及基于所述中間衰減參數(shù)在這些耗損過程上的加權(quán)和來適配所述衰減參數(shù)。
[0025]適配衰減參數(shù)可以例如包括改變衰減器控制的時(shí)間特性(例如，等待時(shí)間、步長或改變率等)和/或改變最小和/或最大允許衰減。在一些實(shí)施例中，所述信號(hào)衰減器的衰減參數(shù)可以包括以下一項(xiàng)或多項(xiàng):最大允許衰減、最小允許衰減、衰減增加步長、衰減減小步長、衰減增加時(shí)間滯后、衰減減小時(shí)間滯后、最大允許衰減增加率、最大允許衰減減小率、對(duì)用于提供損壞預(yù)算閾值之一的損壞預(yù)算平均消耗函數(shù)的衰減增加閾值偏置、對(duì)用于提供損壞預(yù)算閾值之一的損壞預(yù)算平均消耗函數(shù)的衰減減小閾值偏置、以及一個(gè)或多個(gè)衰減參數(shù)權(quán)重。
[0026]根據(jù)一些實(shí)施例，所述一個(gè)或多個(gè)耗損閾值中的每一個(gè)可以是所述信號(hào)處理鏈的當(dāng)前已使用時(shí)間的函數(shù)，所述函數(shù)基于所述耗損過程的耗損預(yù)算和目標(biāo)耗損時(shí)間。
[0027]如果存在兩個(gè)或更多個(gè)閾值，則可以通過單個(gè)函數(shù)(分別)加和減滯后值來對(duì)其進(jìn)行定義。如果將所述耗損累積度量初始設(shè)置為零并且耗損事件成本遞增耗損累積度量，則函數(shù)通?？梢耘c從< time，funct1n > = < 0,0 >到< time，funct1n > = < target_wearout_time, wearout_budget >的遞增函數(shù)有關(guān)。如果將耗損累積度量初始設(shè)置