专利名称：对高速数字信号改变符号间干扰和带宽扩展预加重的设备的制作方法
对高速数字信号改变符号间干扰和带宽扩展预加重的设备
背景技术：
在高速串行数据通信系统中，符号间干扰(ISI)是一种形式的信号失真，在这种信号失真中一个符号与后续符号发生干扰。这是一种非期望的现象，因为符号间干扰产生与噪声类似的效应从而增加了系统的比特差错率。在一个芯片的I/O管脚上从每秒吉比特发射器发送的信号首先沿插件卡上的迹线行进，通过线缆，然后跨越底板到达含有接收芯片的另一个插件卡。信号常常由于随机和周期性抖动、占空比失真、符号间干扰、频率选择性衰减、串扰等等而发生退化。通常依次由各个互连中断处的阻抗不匹配导致的反射导致ISI减损(impairment)。当今，数据率常常远远高于lGb/s，所以回声衰减时间长于脉冲间隔，并且接收的 脉冲与先前脉冲的回声发生混合。需要减轻这些减损。充足减轻算法(诸如，发射器的预加重滤波器和接收器的判决反馈均衡器(DFE))的设计需要该减损的准确模型。通过线缆、互连和底板的S参数试金石(Touchstone)文件的帮助以测量它们的接收器的BER容许量(tolerance)，对减损进行建模。这种测试称作接收器裕量测试。信号完整性工程师对高速串行标准(诸如，HDMI、Display Port、SATA、PCI-E等等)的数字接收器执行抖动容许量/裕量测试。该抖动容许量/接收器裕量测试要求利用随机和周期性抖动、占空比失真和符号间干扰的不同量产生信号。一些高速串行标准推荐用于仿真ISI效应的硬件线缆仿真器。在HDMI (高清多媒体接口)标准的情况下，由AgilentTechnologies, Santa Clara, CA生产推荐的硬件线缆仿真器,所述硬件线缆仿真器生成固定的ISI量。这些线缆仿真器具有典型的铜衰减。这些线缆仿真器的操作带宽由于硬件约束而受到限制。对于HDMI的不同像素时钟率，不同硬件仿真器用于抖动容许量测试。使用硬件线缆仿真器的这个过程限制了测试接收器性能所需的测试条件。特定数据率的信号上的ISI量受到限制。图I示出了用于待测试装置(DUT) 12的HDMI符合性(compliance)测试的代表性测试装备10。任意波形发生器14 (诸如，由Tektamix，Inc.，Beaverton, Oregon制造并销售的AWG710)产生并输出差分时钟信号
Ci和Ci，这两个时钟信号Ci和稱合到偏置器(bias-tee) 16。需要偏置器16将差分时钟信号(7￡和SI带到所需的TMDS (过渡最小化差分信号)电平。来自偏置器16的输出
差分时钟信号CL和瓦经由过渡时间变换器(TTC)模块20耦合到适配器板18 (诸如，由Efficere Technologies, Washougal, WA 制造并销售的 ET-HDMIC-TPA-R 插板)。TTC 模块20降低差分时钟信号CX和瓦的上升时间以与HDMI符合性测试标准符合。在图I的测试装备中，由来自数据定时发生器22(诸如，由Tektronix, Inc. , Beaverton Oregon制造并销售的数据定时发生器DTG5334)的DC输出对偏置器18进行供电。任意波形发生器14具有两个数字标志输出Ml和M2，这两个数字标志输出Ml和M2用于进行同步，其中Ml标志连接到数据定时发生器22的外部时钟输入而M2标志耦合到数据定时发生器22的串行触发输入。数据定时发生器22产生差分数据信号DO、瓦、D1、51、D2、预，这些差分数据信号经由TTC模块20稱合到适配器板18。如同差分时钟信号一样，TTC模块20降低差分数据信号D0、万5、D1、西、D2、m的上升时间以与HDMI符合性测试标准符合。DC电源24将
+5V DC和地耦合到适配器板18。差分时钟和数据信号经由线缆仿真器26耦合到DUT 12。线缆仿真器 26 (诸如，由 Agilent Technologies, Santa Clara, CA 销售的 E4887A-101 和E4887A-102线缆仿真器)对糟糕情况但符合线缆的特性进行仿真。能够使用测量测试仪器28 (诸如，数字示波器)来监视施加到DUT 12的信号以验证与特定HTMI标准的符合性。
发明内容
对高速数字信号改变符号间干扰和带宽扩展预加重的设备和方法可以被实现为具有显示器和中央处理单元的信号产生装置。中央处理单元在显示器上产生用于设置串行数据模式的参数以及对串行数据模式的符号间干扰效应和带宽扩展预加重效应的参数的用户界面。使用串行数据模式参数以及符号间干扰和带宽扩展预加重效应参数来产生波形记录文件。波形产生电路接收波形记录文件并且产生具有由符号间干扰和带宽扩展预加重效应参数进行定义的符号间干扰效应或带宽扩展预加重效应的串行数据模式模拟输出信号。外部显示器可以耦合到信号产生装置以及外部控制器。外部控制器在外部显示器上产生用于设置串行数据模式的参数以及对串行数据模式的符号间干扰效应和带宽扩展预加重效应的参数的用户界面。外部控制器使用串行数据模式参数以及符号间干扰和带宽扩展预加重效应参数来产生波形记录文件以供波形产生电路使用。信号发生器具有阶跃响应滤波器，该阶跃响应滤波器响应于符号间干扰效应和带宽扩展预加重效应参数以对串行数据模式应用符号间干扰效应或带宽扩展预加重效应。该阶跃响应滤波器采取如下形式
权利要求
1.一种信号产生装置，包括 显示器； 中央处理单元，在显示器上产生用于设置串行数据模式的参数以及对串行数据模式的符号间干扰效应和带宽扩展预加重效应中的至少一个的参数的用户界面，其中使用串行数据模式参数以及符号间干扰效应和带宽扩展预加重效应参数来产生波形记录文件；以及 波形产生电路，接收波形记录文件并且产生具有由符号间干扰效应和带宽扩展预加重效应参数定义的符号间干扰效应和带宽扩展预加重效应中的至少一个的串行数据模式模拟输出信号。
2.根据权利要求I所述的信号产生装置，其中显示器包括与信号产生装置耦合的外部显示器。
3.根据权利要求I所述的信号产生装置，还包括外部控制器，所述外部控制器与信号产生装置进行耦合，其中外部控制器在外部显示器上产生用于设置串行数据模式的参数以及对串行数据模式的符号间干扰效应和带宽扩展预加重效应中的至少一个的参数的用户界面并且使用串行数据模式参数以及符号间干扰效应和带宽扩展预加重效应参数来产生波形记录文件以供波形产生电路使用。
4.根据权利要求I所述的信号产生装置，还包括阶跃响应滤波器，所述阶跃响应滤波器响应于符号间干扰效应和带宽扩展预加重效应参数以对串行数据模式应用符号间干扰效应和带宽扩展预加重效应中的至少一个。
5.根据权利要求4所述的信号产生装置，其中阶跃响应滤波器采取如下形式
6.根据权利要求5所述的信号产生装置，其中使用下面形式的方程将阶跃响应滤波器转换成用于增加符号间干扰的脉冲响应符号间干扰滤波器
7.根据权利要求6所述的信号产生装置，还包括减损滤波器，所述减损滤波器的滤波器系数与脉冲响应符号间干扰滤波器的滤波器系数进行卷积以生成脉冲响应合成符号间干扰滤波器。
8.根据权利要求5所述的信号产生装置，其中使用下面形式的方程将阶跃响应滤波器转换成用于增加带宽扩展预加重的脉冲响应带宽扩展预加重滤波器
9.根据权利要求8所述的信号产生装置，还包括减损滤波器，所述减损滤波器的滤波器系数与脉冲响应带宽扩展预加重滤波器的滤波器系数进行卷积以生成脉冲响应合成带宽扩展预加重滤波器。
10.一种对串行数据模式产生符号间干扰效应和带宽扩展预加重效应的方法，包括如下步骤 产生由符号间干扰效应和带宽扩展预加重参数控制的符号间干扰滤波器和带宽扩展预加重滤波器之一的滤波器系数； 提供减损滤波器的滤波器系数； 将来自减损滤波器的滤波器系数与来自符号间干扰滤波器和带宽扩展预加重滤波器之一的滤波器系数进行卷积以产生合成符号间干扰滤波器和合成带宽扩展预加重滤波器的相应滤波器系数； 产生由符号间干扰滤波器、带宽扩展预加重滤波器、合成符号间干扰滤波器和合成带宽扩展预加重滤波器之一的滤波器系数进行修改的串行模式数据的波形记录文件； 从波形记录文件产生具有由相应的符号间干扰滤波器、带宽扩展预加重滤波器、合成符号间干扰滤波器和合成带宽扩展预加重滤波器之一进行定义的符号间干扰效应和带宽扩展预加重效应之一的串行数据模式模拟信号。
11.根据权利要求10所述的对串行数据模式产生符号间干扰效应和带宽扩展预加重效应的方法，其中滤波器系数产生步骤还包括如下步骤 产生由符号间干扰效应和带宽扩展预加重效应参数进行控制的阶跃响应滤波器的滤波器系数；以及 从阶跃响应滤波器的滤波器系数产生脉冲响应符号间干扰滤波器和脉冲响应带宽扩展预加重滤波器之一的滤波器系数。
12.根据权利要求11所述的对串行数据模式产生符号间干扰效应和带宽扩展预加重效应的方法，其中阶跃响应滤波器系数产生步骤还包括使用下面形式的方程来计算阶跃响应的系数的步骤
13.根据权利要求12所述的对串行数据模式产生符号间干扰效应和带宽扩展预加重效应的方法，其中脉冲响应滤波器产生步骤还包括使用下面形式的方程来计算增加的符号间干扰的步骤d ISI _M - —Step _ response— di — 其中ISl_M =脉冲响应符号间干扰滤波器的滤波器系数。
14.根据权利要求12所述的对串行数据模式产生符号间干扰效应和带宽扩展预加重效应的方法，其中脉冲响应滤波器产生步骤还包括使用下面形式的方程来计算增加的带宽扩展预加重的步骤Step — response = 2- (Step 一 response (2 : end)) d B WE = — Step — response dt 其中BWE=脉冲响应带宽扩展预加重滤波器的滤波器系数。
15.根据权利要求10所述的对串行数据模式产生符号间干扰效应和带宽扩展预加重效应的方法，其中减损滤波器的滤波器系数处于频域并且提供减损滤波器的滤波器系数还包括将减损滤波器的滤波器系数从频域转换成时域的步骤。
全文摘要
本发明涉及对高速数字信号改变符号间干扰和带宽扩展预加重的设备。一种信号产生装置具有显示器、中央处理单元和波形产生电路。中央处理单元在显示器上产生用于设置串行数据模式的参数以及对串行数据模式的符号间干扰和带宽扩展预加重效应的参数的用户界面。使用串行数据模式参数以及符号间干扰效应和带宽扩展预加重效应参数来产生波形记录文件。波形产生电路接收波形记录文件并且产生具有由符号间干扰和带宽扩展预加重效应参数进行定义的符号间干扰效应或带宽扩展预加重效应的串行数据模式模拟输出信号。
文档编号H04L25/03GK102957644SQ20111025241
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者R.斯韦, S.拉马钱德拉 申请人:特克特朗尼克公司