帶有預(yù)加重均衡的擺幅可調(diào)整的sst型數(shù)據(jù)發(fā)送器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于數(shù)據(jù)通信高速互連集成電路的技術(shù)領(lǐng)域，是一種帶有預(yù)加重均 衡的擺幅可調(diào)整的SST型數(shù)據(jù)發(fā)送器，能夠根據(jù)信道的損耗大小調(diào)整輸出信號的擺幅，并 且提供了低功耗的預(yù)加重方式，能有效地補償高速數(shù)據(jù)通信因信道頻寬不足帶來的信號衰 減，能用于各種數(shù)據(jù)通信發(fā)送器或收發(fā)器系統(tǒng)中，也能作為獨立IP使用。
【背景技術(shù)】
[0002] 圖1為一種典型的高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由發(fā)送器100、傳輸媒介105、交 流耦合106a(或直流耦合106b)、接收器108構(gòu)成。數(shù)據(jù)的收發(fā)和傳送過程如下：差分數(shù)字 信號109由發(fā)送器100驅(qū)動，通過傳輸媒介105的傳送，信號到達接收端由接收器108接收 并恢復(fù)為差分數(shù)字信號110。為減少信號的反射，通?？梢栽诎l(fā)送端、接收端或兩端同時配 置用于匹配傳輸媒介信道阻抗的端接電阻107a和107b。所述接收器端接電阻107a和107b 的偏置電位VRX在直流耦合時可以接到固定電位或懸空，但在交流耦合時必須接固定電位。 傳輸媒介105可以包括但不限于以下一種或多種的組合：芯片封裝、印制電路板、背板、連 接器、各種類型的線纜等。
[0003] 隨著數(shù)據(jù)通信速度的快速提高，目前已達到幾個吉赫茲（GHz)或幾十吉赫茲，傳 輸媒介105的信道頻寬大大低于數(shù)據(jù)傳輸速率，由此引起的基于信號頻率的衰減會使數(shù)據(jù) 完整性嚴重受損，誤碼率大大提高。為補償在傳輸媒介105中的信號衰減，采用預(yù)加重均 衡技術(shù)在信號進入傳輸媒介105之前對其進行預(yù)處理，輸出差分信號111，即對于信號中的 高頻成分提高其輸出幅度114,而對于低頻成分降低輸出幅度113。信號經(jīng)過傳輸媒介105 的傳送，其高頻成分的衰減大于低頻成分，當信號到達接收端時，高低頻成分的幅度趨于一 致，達到均衡，形成接收端的差分輸入信號112。
[0004] 發(fā)送器100是一種帶有預(yù)加重均衡的n+1抽頭電源串聯(lián)電阻（sourceseries terminated，SST)型數(shù)據(jù)發(fā)送器。數(shù)據(jù)信號109經(jīng)過延時控制電路103產(chǎn)生兩路或多路不 同延遲的數(shù)據(jù)信號，并將信號送入到預(yù)驅(qū)動級102。預(yù)驅(qū)動級102對信號進行處理后，驅(qū)動 發(fā)送電路101a、101b、101c等多個分支，實際抽頭數(shù)可以根據(jù)傳輸媒介的性能進行配置。發(fā) 送電路101a結(jié)構(gòu)如圖2所示，為經(jīng)典的SST型結(jié)構(gòu)。發(fā)送電路101a、101b、101c等各個分 支在輸出端l〇4a和104b短接，驅(qū)動輸出差分信號111。
[0005] 所述帶預(yù)加重均衡的SST型數(shù)據(jù)發(fā)送器100存在兩個問題。第一個問題是輸出的 擺幅固定為發(fā)送電路的供電電壓VSST。對于損耗大的傳輸媒介，大的輸出擺幅能夠有效的 降低信號的誤碼率；但是對于損耗小的傳輸媒介，浪費了能耗，降低了能量效率。第二個問 題是在輸出信號的高頻成分時能夠較充分地利用電源供給的能量，效率很高；但是當輸出 信號的低頻成分時，卻浪費了大量的能耗，能效較低，而且隨著預(yù)加重強度的提高，能效快 速下降，嚴重限制了SST型數(shù)據(jù)發(fā)送器電路配置預(yù)加重均衡以補償傳輸媒介信道頻寬不足 的能力。這兩個問題阻礙了這一結(jié)構(gòu)在數(shù)據(jù)通信，特別是高速數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。 【實用新型內(nèi)容】
[0006] 本實用新型針對帶預(yù)加重均衡的SST型發(fā)送器效能較低的缺陷，提出了一種帶有 預(yù)加重均衡的擺幅可調(diào)整的SST型數(shù)據(jù)發(fā)送器。
[0007] 這里以二抽頭SST型發(fā)送器為例描述其結(jié)構(gòu)，多抽頭SST型發(fā)送器的電路結(jié)構(gòu)可 以此為基礎(chǔ)簡單拓展。如圖3所示，所述發(fā)送器由預(yù)驅(qū)動電路102和SST型發(fā)送電路組成。 SST型發(fā)送電路由101a、101b、101c等N個相同的SST單元做成。預(yù)驅(qū)動級由兩部分組成： 邏輯模塊201和功能選擇模塊。功能選擇模塊由202a、202b、202c等N個相同的單元組成， 功能選擇模塊的每個單元都由6個多路選擇器（多路復(fù)用器）203、204、205、206、207、208 組成。
[0008] 所述SST型發(fā)送電路由多個完全相同的SST單元組成。每個SST單元由三個PM0S 晶體管（?]?1、？]\12、？]\〇)、三個匪05晶體管（匪1、匪2、匪3)和兩個電阻（1?1、1?2)組成。
[0009] 對于第k個SST單元的連接關(guān)系如下：
[0010] 1)PM1的源極接電源；PM1漏極與匪1的漏極、電阻R3和電阻R1相連；PM1的柵極 與第k個功能選擇模塊單元的第1個多路復(fù)用器203的輸出端相連；
[0011] 2)NM1的源極接地；NM1漏極與PM1的漏極、電阻R3和電阻R1相連；NM1的柵極與 第k個功能選擇模塊單元的第2個多路復(fù)用器204的輸出端相連；
[0012] 3)匪3的源極與PM3的源極和電阻R4相連；NM3的漏極與PM3的漏極和電阻R3相 連；匪3的柵極與第k個功能選擇模塊單元的第3個多路復(fù)用器205的輸出端相連；
[0013] 4)PM3的源極與匪3的源極和電阻R4相連；PM3的漏極與匪3的漏極和電阻R3相 連；匪3的柵極與第k個功能選擇模塊單元的第4個多路復(fù)用器206的輸出端相連；
[0014] 5)PM2的源極接電源；PM2漏極與NM2的漏極、電阻R4和電阻R2相連；PM2的柵極 與第k個功能選擇模塊單元的第5個多路復(fù)用器207的輸出端相連；
[0015] 6)NM2的源極接地；NM2漏極與PM2的漏極、電阻R4和電阻R2相連；NM2的柵極與 第k個功能選擇模塊單元的第6個多路復(fù)用器208的輸出端相連；
[0016] 7)R1 -端與PM1的漏極、NM1的漏極、R3相連；R1的另一端與發(fā)送器的輸出104a 相連；
[0017] 8)R2 -端與PM2的漏極、NM2的漏極、R4相連；R2的另一端與發(fā)送器的輸出104b 相連；
[0018] 9)R3 -端與PM1的漏極、NM1的漏極和電阻R1相連；R3的另一端與PM3的漏極和 匪3的漏極相連；
[0019] 10)R4 -端與PM2的漏極、NM2的漏極和電阻R2相連；R4的另一端與PM3的源極 和匪3的源極相連。
[0020] 所述的邏輯模塊201由8個模塊（8個邏輯門209~216)組成。邏輯模塊的輸入 信號為兩路差分的信號D[n]，萬向，D[n+1],D[n +\]，209~216的結(jié)構(gòu)完全相同，都是有 4個PM0S晶體管和4個NM0S晶體管組成，區(qū)別是不同單元中各個晶體管的輸入信號不同。
[0021] 如圖4所示，以216為例說明8個晶體管的連接：
[0022] 1)PM4的源極接電源；PM4的漏極與PM5的源極相連；PM4的柵極與輸入信號 萬?_/_Γ?！竇相連；
[0023] 2)PM5的源極與PM4的漏極相連；PM5的漏極與NM4的漏極、NM6的漏極、PM7的漏 極和輸出端相連；PM5的柵極與萬兄相連；
[0024] 3)PM6的源極接電源；PM6的漏極與PM7的源極相連；PM6的柵極接地；
[0025] 4)PM7的源極與PM6的漏極相連；PM7的漏極與NM4的漏極、NM6的漏極、PM5的漏 極和輸出端相連；PM7的柵極與D[η]相連；
[0026] 5)ΝΜ4的源極與匪5的漏極相連；ΝΜ4的漏極與ΡΜ5的漏極、ΡΜ7的漏極、ΝΜ6的漏 極和輸出端相連；ΝΜ4的柵極與D[η]相連；
[0027] 6)匪5的源極接地；ΝΜ5的漏極與ΝΜ4的源極相連；ΝΜ5的柵極與Z)[" +i]相連；
[0028] 7)NM6的源極與匪7的漏極相連；NM6的漏極與PM5的漏極、PM7的漏極、NM4的漏 極和輸出端相連；NM6的柵極接地；
[0029] 8)匪7的源極接地；NM7的漏極與NM6的源極相連；NM7的柵極接地。
[0030] 所述功能選擇模塊由N個完全相同的單元202a、202b、202c等組成。202a又由6 個結(jié)構(gòu)相同的多路復(fù)用器（203~208)組成。203~208都是由5個PM0S晶體管和5個 NM0S晶體管組成，區(qū)別是不同單元的晶體管的柵極輸入信號不同。
[0031] 如圖5所示，以208為例說明10個晶體管的連接：
[0032] 1)PM8的源極接電源；PM8的漏極與PM9的源極相連；PM8的柵極連接控制信號 EN3 ；
[0033] 2)PM9的源極與PM8的漏極相連；PM9的漏極與NM8的漏極、PM11的漏極、匪10的 漏極、PM12的漏極、NM12的漏極和輸出端相連；PM9的柵極與邏輯模塊中的216的輸出端相 連；
[0034] 3)PM10的源極接電源；PM10的漏極與PM11的源極相連；PM10的柵極連接控制信 號IWh
[0035] 4)PM11的源極與PM10的漏極相連；PM11的漏極與NM8的漏極、PM9的漏極、匪10 的漏極、PM12的漏極、W12的漏極和輸出端相連；PM11的柵極與邏輯模塊中的215的輸出 端相連；
[0036] 5)PM12的源極接電源；PM12的漏極與NM8的漏極、PM9的漏極、NM10的漏極、PM11 的漏極、匪12的漏極和輸出端相連；PM12的柵極接電源；
[0037] 6)NM8的源極與NM9的漏極相連；NM8的漏極與PM9的漏極、PM11的漏極、匪10的 漏極、PM12的漏極、NM12的漏極和輸出端相連；NM8的柵極與邏輯模塊中的216的輸出端相 連；
[0038] 7)NM9的源極接地；NM9的漏極與NM8的源極相連；NM9的柵極連接控制信號EN3 ;
[0039] 8)匪10的源極與匪11的漏極相連；匪10的漏極與PM9的漏極、PM11的漏極、NM8 的漏極、PM12的漏極、W12的漏極和輸出端相連；NM10的柵極與邏輯模塊中的215的輸出 端相連；
[0040] 9)匪11的源極接地；匪11的漏極與匪10的源極相連；匪11的柵極連接控制信號 EN2 ；
[0041] 10)匪12的源極接地；匪12的漏極與NM8的漏極、PM9的漏極、匪10的漏極、PM11 的漏極、PM12的漏極和輸出端相連；匪12的柵極連接控制信號CaVF/Gi：
[0042] 11)EN2 和EN3 滿足：EN2 =C0NFIG0 .C0NFIG1，EN3 =C0NFIG0 .C0NFIG1 ;C0NFIG1 和C0NFIG2為輸入到202a的控制信號。
[0043] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果如下：
[0044] 本實用新型提供了帶有預(yù)加重均衡的擺幅可調(diào)整的SST型數(shù)據(jù)發(fā)送器，將SST單 元分配給當前位信號和預(yù)加重信號，通過在差分輸出端之間并聯(lián)電阻實現(xiàn)低頻信號的輸 出，克服了現(xiàn)行帶預(yù)加重均衡的SST型數(shù)據(jù)發(fā)送器在發(fā)送低頻信號時能量存在較大浪費的 缺陷，大大提高了發(fā)送器的效能，在較高預(yù)加重強度下，本實用新型節(jié)省功耗至少50%。本 實用新型提出的SST數(shù)據(jù)發(fā)送器能夠?qū)崿F(xiàn)輸出擺幅調(diào)整，使的同一個數(shù)據(jù)發(fā)送器能夠應(yīng)用 于不同損耗的傳輸媒介，進一步提高了能量效率。本實用新型可用于各種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中， 特別是在高速數(shù)據(jù)通信中能體現(xiàn)出高效能的特點。
【附圖說明】
[0045] 圖1為典型高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)示意圖。
[0046] 圖2為現(xiàn)行帶預(yù)加重均衡的SST型發(fā)送電路。
[0047] 圖3為本實用新型提出的帶預(yù)加重均衡的擺幅可調(diào)整的二抽頭SST型發(fā)送器結(jié)構(gòu)