專利名稱：對高速數(shù)字信號改變符號間干擾和帶寬擴展預(yù)加重的設(shè)備的制作方法
對高速數(shù)字信號改變符號間干擾和帶寬擴展預(yù)加重的設(shè)備
背景技術(shù)：
在高速串行數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，符號間干擾(ISI)是一種形式的信號失真，在這種信號失真中一個符號與后續(xù)符號發(fā)生干擾。這是一種非期望的現(xiàn)象，因為符號間干擾產(chǎn)生與噪聲類似的效應(yīng)從而增加了系統(tǒng)的比特差錯率。在一個芯片的I/O管腳上從每秒吉比特發(fā)射器發(fā)送的信號首先沿插件卡上的跡線行進，通過線纜，然后跨越底板到達含有接收芯片的另一個插件卡。信號常常由于隨機和周期性抖動、占空比失真、符號間干擾、頻率選擇性衰減、串?dāng)_等等而發(fā)生退化。通常依次由各個互連中斷處的阻抗不匹配導(dǎo)致的反射導(dǎo)致ISI減損(impairment)。當(dāng)今，數(shù)據(jù)率常常遠遠高于lGb/s，所以回聲衰減時間長于脈沖間隔，并且接收的 脈沖與先前脈沖的回聲發(fā)生混合。需要減輕這些減損。充足減輕算法(諸如，發(fā)射器的預(yù)加重濾波器和接收器的判決反饋均衡器(DFE))的設(shè)計需要該減損的準確模型。通過線纜、互連和底板的S參數(shù)試金石(Touchstone)文件的幫助以測量它們的接收器的BER容許量(tolerance)，對減損進行建模。這種測試稱作接收器裕量測試。信號完整性工程師對高速串行標準(諸如，HDMI、Display Port、SATA、PCI-E等等)的數(shù)字接收器執(zhí)行抖動容許量/裕量測試。該抖動容許量/接收器裕量測試要求利用隨機和周期性抖動、占空比失真和符號間干擾的不同量產(chǎn)生信號。一些高速串行標準推薦用于仿真ISI效應(yīng)的硬件線纜仿真器。在HDMI (高清多媒體接口)標準的情況下，由AgilentTechnologies, Santa Clara, CA生產(chǎn)推薦的硬件線纜仿真器,所述硬件線纜仿真器生成固定的ISI量。這些線纜仿真器具有典型的銅衰減。這些線纜仿真器的操作帶寬由于硬件約束而受到限制。對于HDMI的不同像素時鐘率，不同硬件仿真器用于抖動容許量測試。使用硬件線纜仿真器的這個過程限制了測試接收器性能所需的測試條件。特定數(shù)據(jù)率的信號上的ISI量受到限制。圖I示出了用于待測試裝置(DUT) 12的HDMI符合性(compliance)測試的代表性測試裝備10。任意波形發(fā)生器14 (諸如，由Tektamix，Inc.，Beaverton, Oregon制造并銷售的AWG710)產(chǎn)生并輸出差分時鐘信號
Ci和Ci，這兩個時鐘信號Ci和稱合到偏置器(bias-tee) 16。需要偏置器16將差分時鐘信號(7￡和SI帶到所需的TMDS (過渡最小化差分信號)電平。來自偏置器16的輸出
差分時鐘信號CL和瓦經(jīng)由過渡時間變換器(TTC)模塊20耦合到適配器板18 (諸如，由Efficere Technologies, Washougal, WA 制造并銷售的 ET-HDMIC-TPA-R 插板)。TTC 模塊20降低差分時鐘信號CX和瓦的上升時間以與HDMI符合性測試標準符合。在圖I的測試裝備中，由來自數(shù)據(jù)定時發(fā)生器22(諸如，由Tektronix, Inc. , Beaverton Oregon制造并銷售的數(shù)據(jù)定時發(fā)生器DTG5334)的DC輸出對偏置器18進行供電。任意波形發(fā)生器14具有兩個數(shù)字標志輸出Ml和M2，這兩個數(shù)字標志輸出Ml和M2用于進行同步，其中Ml標志連接到數(shù)據(jù)定時發(fā)生器22的外部時鐘輸入而M2標志耦合到數(shù)據(jù)定時發(fā)生器22的串行觸發(fā)輸入。數(shù)據(jù)定時發(fā)生器22產(chǎn)生差分數(shù)據(jù)信號DO、瓦、D1、51、D2、預(yù)，這些差分數(shù)據(jù)信號經(jīng)由TTC模塊20稱合到適配器板18。如同差分時鐘信號一樣，TTC模塊20降低差分數(shù)據(jù)信號D0、萬5、D1、西、D2、m的上升時間以與HDMI符合性測試標準符合。DC電源24將
+5V DC和地耦合到適配器板18。差分時鐘和數(shù)據(jù)信號經(jīng)由線纜仿真器26耦合到DUT 12。線纜仿真器 26 (諸如，由 Agilent Technologies, Santa Clara, CA 銷售的 E4887A-101 和E4887A-102線纜仿真器)對糟糕情況但符合線纜的特性進行仿真。能夠使用測量測試儀器28 (諸如，數(shù)字示波器)來監(jiān)視施加到DUT 12的信號以驗證與特定HTMI標準的符合性。

發(fā)明內(nèi)容
對高速數(shù)字信號改變符號間干擾和帶寬擴展預(yù)加重的設(shè)備和方法可以被實現(xiàn)為具有顯示器和中央處理單元的信號產(chǎn)生裝置。中央處理單元在顯示器上產(chǎn)生用于設(shè)置串行數(shù)據(jù)模式的參數(shù)以及對串行數(shù)據(jù)模式的符號間干擾效應(yīng)和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)的參數(shù)的用戶界面。使用串行數(shù)據(jù)模式參數(shù)以及符號間干擾和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)參數(shù)來產(chǎn)生波形記錄文件。波形產(chǎn)生電路接收波形記錄文件并且產(chǎn)生具有由符號間干擾和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)參數(shù)進行定義的符號間干擾效應(yīng)或帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)的串行數(shù)據(jù)模式模擬輸出信號。外部顯示器可以耦合到信號產(chǎn)生裝置以及外部控制器。外部控制器在外部顯示器上產(chǎn)生用于設(shè)置串行數(shù)據(jù)模式的參數(shù)以及對串行數(shù)據(jù)模式的符號間干擾效應(yīng)和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)的參數(shù)的用戶界面。外部控制器使用串行數(shù)據(jù)模式參數(shù)以及符號間干擾和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)參數(shù)來產(chǎn)生波形記錄文件以供波形產(chǎn)生電路使用。信號發(fā)生器具有階躍響應(yīng)濾波器，該階躍響應(yīng)濾波器響應(yīng)于符號間干擾效應(yīng)和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)參數(shù)以對串行數(shù)據(jù)模式應(yīng)用符號間干擾效應(yīng)或帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)。該階躍響應(yīng)濾波器采取如下形式
權(quán)利要求
1.一種信號產(chǎn)生裝置，包括 顯示器； 中央處理單元，在顯示器上產(chǎn)生用于設(shè)置串行數(shù)據(jù)模式的參數(shù)以及對串行數(shù)據(jù)模式的符號間干擾效應(yīng)和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)中的至少一個的參數(shù)的用戶界面，其中使用串行數(shù)據(jù)模式參數(shù)以及符號間干擾效應(yīng)和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)參數(shù)來產(chǎn)生波形記錄文件；以及 波形產(chǎn)生電路，接收波形記錄文件并且產(chǎn)生具有由符號間干擾效應(yīng)和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)參數(shù)定義的符號間干擾效應(yīng)和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)中的至少一個的串行數(shù)據(jù)模式模擬輸出信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信號產(chǎn)生裝置，其中顯示器包括與信號產(chǎn)生裝置耦合的外部顯示器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信號產(chǎn)生裝置，還包括外部控制器，所述外部控制器與信號產(chǎn)生裝置進行耦合，其中外部控制器在外部顯示器上產(chǎn)生用于設(shè)置串行數(shù)據(jù)模式的參數(shù)以及對串行數(shù)據(jù)模式的符號間干擾效應(yīng)和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)中的至少一個的參數(shù)的用戶界面并且使用串行數(shù)據(jù)模式參數(shù)以及符號間干擾效應(yīng)和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)參數(shù)來產(chǎn)生波形記錄文件以供波形產(chǎn)生電路使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的信號產(chǎn)生裝置，還包括階躍響應(yīng)濾波器，所述階躍響應(yīng)濾波器響應(yīng)于符號間干擾效應(yīng)和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)參數(shù)以對串行數(shù)據(jù)模式應(yīng)用符號間干擾效應(yīng)和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)中的至少一個。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的信號產(chǎn)生裝置，其中階躍響應(yīng)濾波器采取如下形式
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的信號產(chǎn)生裝置，其中使用下面形式的方程將階躍響應(yīng)濾波器轉(zhuǎn)換成用于增加符號間干擾的脈沖響應(yīng)符號間干擾濾波器
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的信號產(chǎn)生裝置，還包括減損濾波器，所述減損濾波器的濾波器系數(shù)與脈沖響應(yīng)符號間干擾濾波器的濾波器系數(shù)進行卷積以生成脈沖響應(yīng)合成符號間干擾濾波器。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的信號產(chǎn)生裝置，其中使用下面形式的方程將階躍響應(yīng)濾波器轉(zhuǎn)換成用于增加帶寬擴展預(yù)加重的脈沖響應(yīng)帶寬擴展預(yù)加重濾波器
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的信號產(chǎn)生裝置，還包括減損濾波器，所述減損濾波器的濾波器系數(shù)與脈沖響應(yīng)帶寬擴展預(yù)加重濾波器的濾波器系數(shù)進行卷積以生成脈沖響應(yīng)合成帶寬擴展預(yù)加重濾波器。
10.一種對串行數(shù)據(jù)模式產(chǎn)生符號間干擾效應(yīng)和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)的方法，包括如下步驟 產(chǎn)生由符號間干擾效應(yīng)和帶寬擴展預(yù)加重參數(shù)控制的符號間干擾濾波器和帶寬擴展預(yù)加重濾波器之一的濾波器系數(shù)； 提供減損濾波器的濾波器系數(shù)； 將來自減損濾波器的濾波器系數(shù)與來自符號間干擾濾波器和帶寬擴展預(yù)加重濾波器之一的濾波器系數(shù)進行卷積以產(chǎn)生合成符號間干擾濾波器和合成帶寬擴展預(yù)加重濾波器的相應(yīng)濾波器系數(shù)； 產(chǎn)生由符號間干擾濾波器、帶寬擴展預(yù)加重濾波器、合成符號間干擾濾波器和合成帶寬擴展預(yù)加重濾波器之一的濾波器系數(shù)進行修改的串行模式數(shù)據(jù)的波形記錄文件； 從波形記錄文件產(chǎn)生具有由相應(yīng)的符號間干擾濾波器、帶寬擴展預(yù)加重濾波器、合成符號間干擾濾波器和合成帶寬擴展預(yù)加重濾波器之一進行定義的符號間干擾效應(yīng)和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)之一的串行數(shù)據(jù)模式模擬信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的對串行數(shù)據(jù)模式產(chǎn)生符號間干擾效應(yīng)和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)的方法，其中濾波器系數(shù)產(chǎn)生步驟還包括如下步驟 產(chǎn)生由符號間干擾效應(yīng)和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)參數(shù)進行控制的階躍響應(yīng)濾波器的濾波器系數(shù)；以及 從階躍響應(yīng)濾波器的濾波器系數(shù)產(chǎn)生脈沖響應(yīng)符號間干擾濾波器和脈沖響應(yīng)帶寬擴展預(yù)加重濾波器之一的濾波器系數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的對串行數(shù)據(jù)模式產(chǎn)生符號間干擾效應(yīng)和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)的方法，其中階躍響應(yīng)濾波器系數(shù)產(chǎn)生步驟還包括使用下面形式的方程來計算階躍響應(yīng)的系數(shù)的步驟
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的對串行數(shù)據(jù)模式產(chǎn)生符號間干擾效應(yīng)和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)的方法，其中脈沖響應(yīng)濾波器產(chǎn)生步驟還包括使用下面形式的方程來計算增加的符號間干擾的步驟d ISI _M - —Step _ response— di — 其中ISl_M =脈沖響應(yīng)符號間干擾濾波器的濾波器系數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的對串行數(shù)據(jù)模式產(chǎn)生符號間干擾效應(yīng)和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)的方法，其中脈沖響應(yīng)濾波器產(chǎn)生步驟還包括使用下面形式的方程來計算增加的帶寬擴展預(yù)加重的步驟Step — response = 2- (Step 一 response (2 : end)) d B WE = — Step — response dt 其中BWE=脈沖響應(yīng)帶寬擴展預(yù)加重濾波器的濾波器系數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的對串行數(shù)據(jù)模式產(chǎn)生符號間干擾效應(yīng)和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)的方法，其中減損濾波器的濾波器系數(shù)處于頻域并且提供減損濾波器的濾波器系數(shù)還包括將減損濾波器的濾波器系數(shù)從頻域轉(zhuǎn)換成時域的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及對高速數(shù)字信號改變符號間干擾和帶寬擴展預(yù)加重的設(shè)備。一種信號產(chǎn)生裝置具有顯示器、中央處理單元和波形產(chǎn)生電路。中央處理單元在顯示器上產(chǎn)生用于設(shè)置串行數(shù)據(jù)模式的參數(shù)以及對串行數(shù)據(jù)模式的符號間干擾和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)的參數(shù)的用戶界面。使用串行數(shù)據(jù)模式參數(shù)以及符號間干擾效應(yīng)和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)參數(shù)來產(chǎn)生波形記錄文件。波形產(chǎn)生電路接收波形記錄文件并且產(chǎn)生具有由符號間干擾和帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)參數(shù)進行定義的符號間干擾效應(yīng)或帶寬擴展預(yù)加重效應(yīng)的串行數(shù)據(jù)模式模擬輸出信號。
文檔編號H04L25/03GK102957644SQ20111025241
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者R.斯韋, S.拉馬錢德拉 申請人:特克特朗尼克公司