N阶乘电压模式驱动器的制作方法

文档序号:12287874阅读:230来源:国知局
N阶乘电压模式驱动器的制作方法与工艺

本申请要求于2014年5月15日向美国专利商标局提交的美国非临时专利申请No.14/278,682的优先权和权益,其全部内容通过援引纳入于此。

背景

领域

本公开一般涉及处理器与外围设备之间的接口,并且尤其涉及用于在多个导体上传送多线多级差分信号的电压模式驱动器。



背景技术:

在多信号数据传递中,差分信令有时被用于传送信息。例如,可使用终接网络来配置N阶乘(N!)通信接口以使得可在对于设备之间的通信可用的N个线路或连接器的多个差分对之中的每个差分对上传送差分信号。该终接网络具有N个终接阻抗,这N个终接阻抗通常是电阻性的,并且每个终接阻抗将其相应的线路耦合至中心,即该终接网络的零点。可归因于每个N!差分驱动器的诸电流在该零点处抵销,并且每条线路的信令状态可被表达为信令电压并且被确定为是在该线路中流过的电流之和与耦合至该线路的终接阻抗(如在接收机处所观察到的)的乘积。

在N!接口的某些实现中,在N!差分驱动器中使用电流源可能是不利的,这包括在采用较高频率信令或者受制于有限功率预算的设备中。

概述

本文中公开的诸实施例提供了提供与N!接口的某些方面有关的改进的系统、方法和装置。在一个示例中,组合电压模式驱动器可被配置成使得一个组合电压模式驱动器驱动该N!接口的每条线路。

在本公开的一方面中,一种数据通信方法包括将数据编码在要在通信接口的N条线路中传送的码元中,计算针对这N条线路中的每条线路的结果所得电流,以及将一组电压源耦合至该N条线路。该码元定义针对该N条线路中的每个两线路组合的电流,并且结果所得电流可被计算为是由所述码元针对该N条线路的包括该每条线路在内的两线路组合所定义的电流之和。该组电压源在匹配该N条线路中的每条线路的特性阻抗的同时仿效该N条线路中的每条线路中的结果所得电流的效应。

在另一方面中,通过终接阻抗将该N条线路中的每条线路耦合至终接网络中的中心点。该组电压源可被选择成使得该N条线路中的诸结果所得电流在该终接网络中的中心点处抵销。该N条线路中的每条线路可通过与终接阻抗匹配的阻抗来被耦合至单个电压源。

在另一方面,可通过激活将该N条线路中的每条线路连接至相应电压源的开关来将该组电压源耦合至该N条线路,该相应电压源具有能操作以产生针对该线路计算的结果所得电流的电压电平。可以有多个电压源对至每条线路的连接可用。该多个电压源中的每个电压源可具有不同于该多个电压源中的其他电压源的电压电平。

在另一方面,该码元中的比特定义针对每个两线路组合的电流的方向。针对每个两线路组合的电流在该每个两线路组合的第一和第二线路中在相反方向上流动。

在另一方面,针对每个两线路组合的电流等效于由耦合至该两线路组合的差分线驱动器产生的差分电流。每条线路被包括在N-1个两线路组合中。该码元可定义NC2个电流。

在本公开的一方面,配置成在N!接口上传送数据的装置包括控制逻辑、多个电压源、以及多个开关。每个开关可以能操作或被操作以将该多个电压源中的相应一个电压源通过阻抗耦合至该N!接口中的N条线路之一。该控制逻辑可被配置成计算针对该N条线路中的每条线路的结果所得电流,并激活N个开关以使得一个电压源耦合至该N条线路中的每条线路。针对每条线路的结果所得电流可被计算为由码元针对该N条线路中的包括该每条线路的每个两线路组合所定义的电流之和。该码元将要在该N!接口上传送的数据编码到在该N条线路的诸两线路组合中提供的电流的组合中。可选择一组电压源用于耦合至该N条线路从而仿效该N条线路中的每条线路中的结果所得电流的效应。

在另一方面中,通过终接阻抗将该N条线路中的每条线路耦合至终接网络中的中心点。该组电压源可被选择成使得该N条线路中的诸结果所得电流在该终接网络中的中心点处抵销。该N条线路中的每条线路可通过与终接阻抗匹配的阻抗来被耦合至单个电压源。

在另一方面,有多个电压源可用于连接至该N条线路中的每条线路。该多个电压源中的每个电压源可具有不同于该多个电压源中的其他电压源的电压电平。

在另一方面,码元中的比特定义针对每个两线路组合的电流的方向。针对每个两线路组合的电流在该每个两线路组合的第一和第二线路中在相反方向上流动。针对每个两线路组合的电流可等效于由耦合至该每个两线路组合的差分线驱动器产生的差分电流。每条线路可被包括在N-1个两线路组合中。该码元可定义NC2个电流。

在本公开的一方面中,一种装备包括用于将数据编码在要在通信接口的N条线路上传送的码元中的装置,用于计算针对这N条线路中的每条线路的结果所得电流的装置,以及用于将一组电压源耦合至该N条线路的装置。该码元可定义针对该N条线路中的每个两线路组合的电流。结果所得电流可被计算为由该码元针对该N条线路中的包括该线路的诸两线路组合所定义的电流之和。该组电压源可在匹配该N条线路的每条线路的特性阻抗的同时仿效该N条线路的每条线路中的结果所得电流的效应。

在本公开的一个方面,处理器可读存储介质存储或维持一个或多个指令。该存储介质可以是非瞬态存储介质。这些指令可由至少一个处理电路来执行,并且这些指令可致使该至少一个处理电路将数据编码在要在通信接口的N条线路上传送的码元中,计算针对这N条线路中的每条线路的结果所得电流,以及将一组电压源耦合至该N条线路。该码元可定义针对每个两线路组合的电流。结果所得电流可被计算为由该码元针对该N条线路中的包括该每条线路的诸两线路组合所定义的电流之和。该组电压源可在匹配该N条线路的每条线路的特性阻抗的同时仿效该N条线路的每条线路中的结果所得电流的效应。

附图简述

图1解说了基本N!多线接口的示例。

图2解说了在3线3!通信接口中采用的终接网络的示例。

图3解说了针对在图2中解说的3线3!通信接口的终接网络中的电流的示例。

图4解说了在图2和3中解说的3线3!通信接口的操作的某些方面。

图5解说了根据本文中公开的某些方面的在N!通信接口中可使用的不同类型的差分驱动器的示例。

图6解说了使用组合电流模式驱动器来驱动4!终接网络602的方法。

图7解说了针对用各种数目的连接器实现的N!终接网络的电流模式组合驱动器的示例。

图8解说了在4!接口中使用第一类型的电压模式组合驱动器。

图9解说了与图8的电压模式组合驱动器相关联的某些操作方面。

图10解说了根据本文公开的某些方面的改善型电压模式组合驱动器的某些方面。

图11解说了部署在4!接口中的图10的组合驱动器。

图12解说了在4!接口中使用图10的组合驱动器的码元传输。

图13是解说在图12的4!接口中的码元传输期间可测量的电压电平的图表。

图14解说了针对用各种数目的连接器实现的N!接口的电压模式组合驱动器的示例。

图15解说了根据本文公开的某些方面的电压模式组合驱动器的替换配置。

图16是根据本文公开的一个或多个方面的用于在I2C总线上传送附加数据的第一方法的流程图。

图17是解说根据本文公开的一个或多个方面的提供和/或操作一个或多个N!电压模式驱动器的装置的硬件实现的示例的示图。

详细描述

在以下描述中,给出了具体细节以提供对诸实施例的透彻理解。然而,本领域普通技术人员将理解,没有这些具体细节也可实践这些实施例。例如,电路可能用框图示出以免使这些实施例混淆在不必要的细节中。在其他实例中,公知的电路、结构和技术可能不被详细示出以免使这些实施例不明朗。

现在参照附图描述各个方面。在以下描述中,出于解释目的阐述了众多具体细节以提供对一个或多个方面的透彻理解。但是显然的是,没有这些具体细节也可实践此(诸)方面。如本申请中所使用的,术语“组件”、“模块”、“系统”及类似术语旨在包括计算机相关实体,诸如但并不限于硬件、固件、硬件与软件的组合、软件、或执行中的软件。例如,组件可以是但不限于是,在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行件、执行的线程、程序和/或计算机。作为解说,在计算设备上运行的应用和该计算设备两者皆可以是组件。一个或多个组件可驻留在进程和/或执行的线程内,且组件可以本地化在一台计算机上和/或分布在两台或更多台计算机之间。此外,这些组件能从其上存储着各种数据结构的各种计算机可读介质来执行。这些组件可藉由本地和/或远程进程来通信,诸如根据具有一个或多个数据分组的信号来通信,这样的数据分组诸如是来自藉由该信号与本地系统、分布式系统中另一组件交互的、和/或跨诸如因特网之类的网络与其他系统交互的一个组件的数据。

此外,术语“或”旨在表示“包含性或”而非“排他性或”。即,除非另外指明或从上下文能清楚地看出,否则短语“X采用A或B旨在表示任何自然的可兼排列”。即,短语“X采用A或B”得到以下任何实例的满足:X采用A;X采用B;或X采用A和B两者。另外,本申请和所附权利要求书中所使用的冠词“一”和“某”一般应当被解释成表示“一个或多个”,除非另外声明或者可从上下文中清楚看出是指单数形式。

本发明的某些方面可应用于部署在电子设备之间的通信链路,这些电子设备是移动装置(诸如电话、移动计算设备、电器、汽车电子设备、航空电子系统等)的子组件。移动装置的示例包括蜂窝电话、智能电话、会话发起协议(SIP)电话、膝上型电脑、笔记本、上网本、智能本、个人数字助理(PDA)、卫星无线电、全球定位系统(GPS)设备、多媒体设备、视频设备、数字音频播放器(例如,MP3播放器)、相机、游戏控制台、可穿戴计算设备(例如,智能手表、健康或健身跟踪器等)、电器、传感器、自动售货机、或任何其他类似的功能设备。

图1是解说设在两个设备102与120之间的N线接口100上使用的N!编码的示例的示图。在发射机102处,转码器106可被用来将数据104和时钟信息编码在要在一组N条线路114上传送的码元中。时钟信息可推导自发射时钟112并且可被编码到在这N条线路114上的NC2个差分信号中传送的码元序列中(通过确保在连贯码元之间在这NC2个信号中的至少一个信号上发生信令状态转变来被编码)。当N!编码被用来驱动这N条线路114时,码元的每个比特作为差分信号由一组差分线驱动器110中的一个差分线驱动器来传送,其中该组线驱动器110中的诸差分驱动器被耦合至这N条线路114中的不同线路对。该N条线路114中的每条线路可与这N条线路114中的另外N-1条线路中的每条线路配对,并且线路对的可用组合的数目(NC2)决定了能在这N条线路114上传送的信号的数目。可以基于可用于每个码元传输区间的可用信令状态的数目来计算能够被编码在码元中的数据比特104的数目。

终接阻抗(通常为电阻性的)将这N条线路114中的每条线路耦合至终接网络116中的共用中心点118。将会领会,这N条线路114的信令状态反映了终接网络116中的电流的组合,该电流组合归因于耦合至每条线路的差分驱动器110。将进一步领会,中心点118是零点,藉此终接网络116中的诸电流在该中心点处彼此抵消。

因为该链路中的这NC2个信号中的至少一个信号在连贯码元之间转变,所以N!编码方案不需要使用单独的时钟信道和/或非归零解码。有效地,转码器106通过产生其中每个码元都不同于其直前的前趋码元的码元序列来确保在这N条线路114上传送的每对码元之间发生转变。在图1中所描绘的示例中,提供了四条线路(N=4),并且该4条线路可携带4C2=6个差分信号。转码器106可采用映射方案来生成原始码元以供在这N条线路114上进行传输。转码器106可将数据比特104映射到转变数集合。这些转变数可被用来基于紧前码元的值来选择用于传输的原始码元,以使得所选原始码元不同于该前一原始码元。原始码元可由串行化器108来串行化以获得用于在N-线114上传输的码元序列。在一个示例中,转变数可以被用来参照连贯原始码元中的第一原始码元来查找对应于这些连贯原始码元中的第二原始码元的数据值。在接收机120处,转码器128可采用映射以确定(例如使用查找表来确定)表征连贯原始码元对之间的差异的转变数。转码器106、128在包括两个不同码元的每个连贯原始码元对的基础上操作。

发射机102处的转码器106可在每次码元转变时在N!-1个可用信令状态之间进行选择。在一个示例中,4!系统在每个码元转变处为要被传送的下一码元提供4!-1=23个信令状态。比特率可被计算为每发射时钟循环log2(可用状态)。

根据本文中公开的某些方面,可采用双倍数据率(DDR)信令以通过在发射时钟112的每个周期中传送两个码元来增大接口带宽。在使用双倍数据率(DDR)时钟计时的系统中,码元转变在发射时钟的上升沿和下降沿二者处发生。发射时钟循环中的总可用状态是(NC2-1)2=(23)2=529个,并且每码元可传送的数据比特104的数目可被计算为log2(529)=9.047比特。

接收机120使用一组线接收机122来接收该码元序列,其中该组线接收机122中的每个接收机确定N条线路114中的一对线路上的信令状态上的差异。相应地,使用NC2个接收机,其中N表示线路数目。这NC2个接收机122产生相应数目的原始码元作为输出。在所描绘的4线路示例中,在这4条线路114上接收到的信号由6个接收机(4C2=6)处理以产生提供给时钟和数据恢复(CDR)电路124和解串器126的原始码元信号132。原始码元信号132表示这N条线路114的信令状态,并且CDR电路124可处理原始码元信号132以生成能由解串器126使用的接收时钟信号134。

接收时钟信号134可以是能由外部电路系统用来处理由转码器128提供的收到数据130的DDR时钟信号。转码器128通过将每个码元与其紧前的前趋作比较来解码来自解串器126的收到码元块。转码器128产生对应于数据104的输出数据130,其被提供给发射机102。

图2解说了在3线3!通信接口中采用的终接网络的示例,其中该终接网络的一个视图是从发射机200的角度提供的,并且该终接网络的另一视图是从接收机220的角度提供的。该终接网络包括三个电阻器212a、212b和212c,其具有R欧姆的值,并且分别将网络端子210a、210b和210c耦合至中心点214。在发射机侧200,差分线驱动器202、204和206驱动该三个端子210a、210b和210c的不同端子对。每个差分线驱动器202、204和206通过提供流经该终接网络的该三个电阻器212a、212b和212c中的电阻器对的电流来对其各自相应的输入信号208a、208b或208c作出响应。相应地,每个差分线驱动器202、204、206看到2R欧姆的阻抗,其中R通常被选取为与耦合至该终接网络的传输线的特性阻抗匹配。传输线可包括由差分线驱动器202、204或206驱动的3线接口中的两条线路。线接收机222、224、226所观察到的电压可基于流经横跨耦合至相应线接收机222、224或226的端子对210a、210b和/或210c的两个电阻器212a、212b和/或212c的电流之和来计算。

图3解说了针对在图2中解说的3线3!通信接口的终接网络中的电流的示例。图3包括示出差分线驱动器202、204、206、接收机222、224、226与流经终接网络的电阻器的电流之间的关系的示意图300。在该示例中,正在传送原始码元值100,从而X线驱动器202传送该原始码元的最高有效位。响应于逻辑‘1’输入而由X线驱动器202提供的电流322在第一方向通过终接网络从端子A 210a流向端子B 210b。响应于逻辑‘0’输入而由Y线驱动器206提供的电流326在第二方向通过终接网络从端子C 210c流向端子B 210b。响应于逻辑‘0’输入而由Z线驱动器204提供的电流324在第二方向通过终接网络从端子A 210a流向端子C 210c。流经每个电阻器的结果所得电流被计算为两个电流322、324和/或326之和。在每个电阻器中,基本上没有电流流过或者两倍于由单个差分线驱动器202、204或206产生的电流(ITX)的电流在电阻器中流过。

如示意图304、308和312中的隔离所示,每个接收机222、224、226从两个端子210a、210b和/或210c接收电压输入,其中每个电压输入反映可相对于终接网络的中心点214来测量的电压电平。例如,每个电压电平可为2ITXR伏(V)或0V。接收机222、224、226可基于跨端子210a、210b和/或210c的相应端子对的电压差的极性来生成逻辑‘1’输出状态或逻辑‘0’输出状态。

图4解说了在图2和3中解说的3线3!通信接口的操作的某些方面。如状态图400中所解说的,3线路的6个信令状态402可被用于编码信息。信令状态402由原始输入码元的分别提供给差分线驱动器202、204、206的三个比特来定义。至差分线驱动器202、204、206的每个输入组合生成唯一性的差分信号集,当所有输入为000或111时的状态412、414除外。输入组合000或111被认为是无效的,因为它们产生零电压差分且无法在接收机处被彼此区分。其余输入组合可被称为状态+x、+y、+z、-x、–y和–z,如表400中所解说的。

图表410中解说了3端子210a、210b和210c处可测量的信令状态。接收机222、224或226的输出表示耦合至接收机222、224或226的两个端子210a、210b和/或210c之间的极性差异。

在操作中,3!接口可使用总共六(6)个状态:001(+z)、010(+y)、100(+x)、110(-z)、101(-y)、011(-x),这些状态可以在3条线路上被传递。相应地,可每循环编码log26=2.58比特信息。

图5解说了根据本文公开的某些方面的可被用于实现差分驱动器502的不同类型的电路510和520的示例。差分驱动器502通常提供正输出端子504和负输出端子506。差分驱动器502可被实现为电流模式差分驱动器510或电压模式差分驱动器520,其中正端子504和负端子506被分开驱动。

在一个示例中,电流模式驱动器510提供开关对514a、514b,其在电流源512a与电流阱512b之间进行选择以生成在期望方向通过正端子504的电流,而开关对516a、516b在电流源512c与电流阱512d之间进行选择以生成在期望方向通过负端子506的电流。通常,开关514a和514b由逻辑控制以使得一个开关514a或514b断开而另一个开关514b或514a闭合。分别的驱动电路取决于所需电流而被切换为高或低(即,推或挽)。

在另一示例中,电压模式驱动器520提供开关524a和524b,其被操作以将正端子504通过相应的电阻器522a或522b耦合至高电压电平或低电压电平之一,藉此提供在期望方向通过正端子504的电流,而开关526a和526b被操作以将负端子506通过相应的电阻器522c或522d耦合至高电压电平或低电压电平之一,藉此提供在期望方向通过负端子506的电流。通常,开关524a、524b、526a、526b由逻辑控制以使得正端子504和负端子506针对每个信令状态被耦合至相反电压电平。

图6解说了使用耦合至终接网络的每个端子606、608、610和612的组合电流模式驱动器604来驱动4!终接网络602的方法。仅示出一个组合驱动器604以简化附图并促成本文中公开的某些方面的描述。如本文中所述,使用N!编码的常规接口在N线接口中的每个可能线路对上传送差分信号,其中每个差分信号由每个码元序列中的一个比特来控制。差分信号和差分线驱动器的总数被计算为NC2。对于4线接口,NC24C2=6。根据本文中公开的某些方面,一组4个组合驱动器604可代替本将被要求驱动在4!接口中可用的6对线路的6个差分线驱动器。每个组合驱动器604可包括能被个体地开和关以达成期望方向上的期望电流的多个可分别切换的电路。在所描绘的示例中,组合驱动器604可包括各自提供单位电流(Iunit)的三个可切换电路616a、616b和616c。

可切换电路616a、616b和616c中的每个可切换电路可被独立控制以使得在任何一个循环中,可切换电路616a、616b和616c中没有、有一个、有两个或有三个可切换电路能是操作的。可切换电路616a、616b和616c包括开关620a,其能被独立闭合以将相应电流源622a的输出耦合至组合驱动器604的端子624,藉此提供通过端子624的具有基于被闭合的开关620a的数目的幅值Iunit、2Iunit、或3Iunit的正电流。可切换电路616a、616b和616c还包括开关620b,其可被独立闭合以将相应电流阱622b的输出耦合至组合驱动器604的端子624,藉此提供通过端子624的具有基于被闭合的开关620b的数目的幅值Iunit、2Iunit、或3Iunit的负电流。

“正”开关620a通常在一个或多个“负”开关620b被导通时被关断或禁用,而“负”开关620b通常在一个或多个“正”开关620a被导通时被关断或禁用。当所有开关620a和620b都断开时,没有电流流入或流出端子624。一组4个组合驱动器604可被控制成在终接网络602的每个电阻器606a-606d中产生电流电平,该电流电平等效于由本将被用于驱动4!接口的4个线路中的6种两个线路的组合的6个差分驱动器所产生的电流电平。将领会,使用组合驱动器604可降低N!接口的复杂性,尤其对于高N值而言。

图7是解说针对各种N!终接网络的组合驱动器702、704、706、708、710、712、714的各个示例的示意图700。在这些示例中,每个组合驱动器702、704、706、708、710、712、714包括提供各个渐增电流值的多个可切换电路。第一驱动器电路702可例如与3!差分信令系统联用。第二驱动器电路704可例如与4!差分信令系统联用。第三驱动器电路706可例如与5!差分信令系统联用。第四驱动器电路708可例如与6!差分信令系统联用。第五驱动器电路710可例如与7!差分信令系统联用。第六驱动器电路712可例如与8!差分信令系统联用。第七驱动器电路714可例如与9!差分信令系统联用。在这些示例性驱动器电路中,偶数n!驱动器使用单个Iunit电流电路以及具有奇数值的增量式电流幅值的一个或多个电流电路,而奇数n!驱动器使用一个或多个2×Iunit电流电路以及具有偶数值的增量式电流幅值的一个或多个电流电路。

图8是解说在4!接口中使用电压模式组合驱动器802、804、806和808的示例的示意图。这里,例如,组合驱动器802可包括能被个体地开和关以达成在期望方向通过端子812的期望电流的多个可分别切换的电路810a、810b和810c。在所描绘的示例中,组合驱动器802可包括各自能够有单位电流(Iunit)的三个可切换电路810a、810b和810c,该单位电流被计算为被计算为Iunit=VH/Rdr,其中Rdr是驱动器电阻814a、814b的值。可通过控制开关812a和812b来选择电流的幅值和方向。然而,组合驱动器802可以是某些信令问题的来源并会导致反射并且可能以各种方式使所传送的信号降级。图9解说了电压模式组合驱动器902的某些方面。在所描绘的示例900和920中,组合驱动器902包括第一组开关904和第一组电阻器906,其中每个开关904可被选择性地操作以将组合驱动器902的端子908通过相应的电阻器906耦合至高电压电平(VH)。组合驱动器902还提供第二组开关914和第二组电阻器916,其中每个开关914可被选择性地操作以将端子908通过相应的电阻器916耦合至低电压电平(VL)。组合驱动器902的端子908可通过传输线910被耦合至终接网络的电阻器912a。

传输线910可具有特性阻抗(Z),该特性阻抗在所描绘的示例900和920中是50Ω电阻。耦合至传输线910的发射机和接收机通常设有与传输线910的50Ω特性阻抗匹配的输出或输入阻抗。该组电阻器906、916中的每个电阻器可具有50Ω的匹配电阻值,并且电压电平VH和VL可被选择成在相应开关904或914被闭合时提供通过每个电阻器906或916的期望单位的电流(Iunit)。在一个示例中,该单位电流的幅值可被计算为:

安培。

该组开关904和914中的每个开关可被个体地控制以使得当个体开关904或914被闭合时,电流单位流经终接网络的端子908、传输线910和电阻器912a。在第一所描绘的示例900中,一个开关904a被闭合且单位电流(IH)在第一方向流经传输线910。将领会,如果耦合至VL的开关914a被闭合而非耦合至VH的开关904a被闭合,则该单位电流将在第二(相反)方向流过。由端子908处的组合驱动器902表示的阻抗是50欧姆,其与传输线910的特性阻抗匹配。在第二示例920中,三个开关904被闭合且三个单位的电流IH在第一方向流经传输线910。显著地,由端子908处的组合驱动器902表示的阻抗是50/3=16.7Ω。在该示例920中,发射机阻抗并不与传输线910的特性阻抗匹配,且反射和其他不期望信令影响可使所传送信号畸变。

图10是解说了根据本文中公开的某些方面的电压模式组合驱动器1000的示意图。组合驱动器1000可适配成驱动耦合至N!接口的连接器1010的端子1002。组合驱动器1000在维持恒定输出阻抗的同时提供流经端子1002和线路或连接器1010的可变电流。在所解说的示例中,组合驱动器1000包括耦合至相应电阻器1006a-1006d的多个开关1004a-1004d。每个开关1004a、1004b、1004c或1004d可被选择性地操作以将组合驱动器1000的端子1002通过相应的电阻器1006a、1006b、1006c或1006d耦合至多个不同的电压电平1008a、1008b、。1008c和1008d之一。对于每个可能的信令状态,仅闭合其中一个开关,藉此确保可为组合驱动器1000维持恒定输出阻抗。在一个示例中,电压电平1008a-1008d范围在0V与600mV之间,以200mV为步长。

被切换的电压电平1008a、1008b、1008c和1008d的数目及其幅值被选择成使得N个电压模式组合驱动器1000能仿效本将驱动N!接口的N条线路的NC2个差分线驱动器1034的操作。在使用电流模式差分驱动器的N!接口的示例1030中,每个可用线路对由差分线驱动器1034驱动,其中可用线路对的数目被计算为NC24C2=6。每个差分驱动器1034在两条线路上提供电路,其中该电流在每条线路上具有相同幅值,但在相反方向上流动。每条线路被耦合至终接网络1012的不同端子,并且每个差分驱动器1034的这两条线路通过由终接网络1012提供的这四个电阻器中的两个电阻器来被耦合在终接网络1012的中心点1014处。

以终接网络1012的一个端子1012a为例,由三个不同的差分接收机1034将三个电流提供给端子1012a。这三个电流中的每个电流具有相同幅值(Iunit)但可具有不同流动方向,从而每个电流从三个差分驱动器1034中的每个差分驱动器接收±Iunit。该三个电流的流动方向由控制在4!接口中使用的6个差分接收机1034的输出的6比特码元1034的诸比特之一来决定。通过耦合至端子1012a的电阻器1016的结果所得电流是该三个电流之和。在4!示例中,要么全部三个电流在相同方向上流动,要么两个电流在第一方向上流动而一个电流在相反方向上流动。相应地,流经电阻器1016的可能电流为:±1×Iunit±3×Iunit。因为在终接网络中流动的所有电流被均衡,所以在中心点1014处有零总和电流,且中心点1014处的电压是在终接网络1012的诸端子处观察到的诸电压的电压范围的中点。

返回至电压模式组合驱动器1000,可以看到,对可切换电压1008a-1008d的选择提供了仿效流经终接网络1012的端子1012a、1012b、1012c或1012d的电流的能力。具体而言,可切换电压1008a-1008d范围在0V与600mV之间,从而在终接网络1000的中心点1014处提供300mV电压。可切换电压1008a相对于中心点1014处的电压是+300mV,可切换电压1008b相对于中心点1014处的电压是+100mV,可切换电压1008c相对于中心点1014处的电压是-300mV,而可切换电压1008d相对于中心点1014处的电压是-100mV。电压模式组合驱动器1000的该配置使得能够向终接网络1012的端子1012a提供±1×Iunit±3×Iunit,其中Iunit=1mA。

图11是解说在4!接口中使用时电压模式组合驱动器1000的某些方面的示意图1100。电压模式组合驱动器可被用于以仿效使用NC2个差分驱动器来驱动该N条线路的诸线路对的效果的方式来驱动该N!接口的该N条线路中的每条线路。串行化器108或转码器106(参见图1)可被配置成或适配成计算针对N!接口的每条线路的电流值并且这些值可被用于选择要被闭合以便传送当前码元的开关1104、1114。在一些实例中,可提供附加逻辑电路以将原始码元转换为针对多个组合驱动器1000中的每个组合驱动器的切换值。

在图11中,两个组合驱动器1000a和1000b驱动被配置为4!接口的4线通信链路中的两条线路1122、1128。这两条线路1122、1128将相应组合驱动器1000a、1000b的端子1102、1112耦合至4!终接网络1120。组合驱动器1000a和1000b以以下方式来操作:在每条线路中提供与本将因使用4C2=6个差分驱动器在4条线路上传送码元所结果导致的电流等效的电流。

在所解说的示例中,第一组合驱动器(驱动器A)1000a的开关1104被激活以将400mV电压电平(VA)1108通过电阻器1106电耦合至端子1102,端子1102被电耦合至终接网络1120中的第一终接电阻器1124。第二组合驱动器(驱动器B)1000b的开关1114被激活以将600mV电压电平(VB)1118通过电阻器1116电耦合至端子1112,端子1112被电耦合至终接网络1120中的第二终接电阻器1126。在终接网络1120中,第一终接电阻器1124和第二终接电阻器1126被电连接在中心零点1132处。因此,这两个电压电平1108和1118之间流动的电流通过4个电阻器1106、1124、1126和1116传导,每个电阻器具有50Ω电阻值(R)。在驱动器A 1000a与驱动器B 1000b之间流动的电流(IAB)1130可被计算为:

该电流的负值指示电流从驱动器A 1000b流至驱动器A 1000a。将领会,可以此方式来计算耦合至终接网络1120的任何两个端子的组合驱动器1000a、1000b之间的电流,并且去往或来自组合驱动器1000a或1000b的总电流是耦合至终接网络1120的任何一个组合驱动器1000a或1000b与另一个组合驱动器1000b或1000a之间计算出的电流之和。因此,可操作连接至终接网络1120的组合驱动器1000a、1000b以模仿连接至终接网络1120的6个差分驱动器的操作。

图12是解说使用组合驱动器1000a-1000d以驱动被配置为4!接口的4线通信链路的诸线路(未示出)的码元传输的示意图1200。图13是示出在图12中解说的4!接口中可测量的电压电平的图表1300。在该示例中,一个开关1202、1204、1206、1208在每个组合驱动器1000a、1000b、1000c和1000d中被闭合。第一组合驱动器1000a中被闭合的开关1202耦合至600mV电压源,而第二组合驱动器1000b中被闭合的开关1204耦合至0V。第三和第四组合驱动器1000c和1000d中被闭合的开关1206和1208分别耦合至400mV和200mV。中心点1232处的电压是在最大可切换电压电平(600mV)1302与最小可切换电压电平(0V)1304之间的中点电压电平(300mV)1306。三个单位电流(3×Iunit)1212在第一组合驱动器1000a与第二组合驱动器1000b之间流动,而单个单元电流(1×Iunit)1214在第三组合驱动器1000c与第四组合驱动器1000d之间流动。在由第一组合驱动器1000a驱动的端子1216a处可测量的电压1310是450mV(即,或即最大可切换电压电平1302的75%),而在由第二组合驱动器1000b驱动的端子1216b处可测量的电压1316是150mV(即,或即最大可切换电压电平1302的25%)。在由第三和第四组合驱动器1000c和1000d驱动的端子1216c和1216d处可测量的电压1312和1314是在中点电压电平1306以上或以下50mV,其中该50mV增量被计算为Iunit和R的乘积。因此,接收电路处的6个比较器中的每个比较器比较至少100mV的差分电压。

图14示出了可被用于具有可变数目的线路的N!接口的组合驱动器1402、1404、1406和1408的示例。3!组合驱动器1402可在两个电压电平之间切换,在该示例中,这两个电压电平为0V和400mV。4!组合驱动器1404可在四个电压电平之间切换,如关于图11、12和13所述。5!组合驱动器1406也可在四个电压电平之间切换,但使用与4!组合驱动器1404不同的电压集。在所描绘的示例中,5!组合驱动器1406在0V、200mV、600mV和800mV之间切换。6!组合驱动器1408能在6个电压电平之间切换,这6个电压电平可包括0V、200mV、400mV、600mV、800mV和1V以仿效与15(6C2)个差分线驱动器相关联的电流。

图15是解说电压模式组合驱动器1500和1520的替换配置的示意图。电压模式组合驱动器1500、1520可适配成驱动耦合至N!接口的线路的端子1502或1522。就此,电压模式组合驱动器1500、1520可例如代替或被替换用于图10中的组合驱动器1000。驱动器1500、1520用较少的电阻性元件来实现并且除要求集成电路上较少的台面面积、芯片载体、电路板等以外还能提供电路设计上的灵活性。电压模式组合驱动器1500、1520在维持恒定输出阻抗的同时提供流经端子1502或1522的可变电流。

电压模式组合驱动器1500包括被适配成将端子1502通过第一共用电阻器1506a耦合至两个电压源1508a和1508b之一的第一开关1504a、1504b,以及被适配成将端子1502通过第二共用电阻器1506b耦合至另外两个电压源1508c和1508d之一的第二开关1504c、1504d。电压源1508a-1508d向电阻器1506a、1506b的指派、以及所使用的电阻器的数目可基于电路配置、电压电平或容限和/或定时容限来选择。对于每个可能的信令状态,仅闭合其中一个开关,藉此确保可为电压模式组合驱动器1500维持恒定输出阻抗。在一个示例中,电压源1508a-1508d具有范围在0V与600mV之间的电压电平,以200mV为步长。

电压模式组合驱动器1520包括四个开关1524a、1524b、1524c和1524d,其被适配成通过共用电阻器1526将端子1522耦合至电压源1528a、1528b、1528c和1528d之一。对于每个可能的信令状态,仅闭合其中一个开关,并且为电压模式组合驱动器1520提供恒定的输出阻抗。在一个示例中,电压源1528a-1528d具有范围在0V与600mV之间的电压电平,以200mV为步长。

在操作中,可控制电压模式组合驱动器1500、1520的定时以确保在转变期间或在其他时间因为开关1504a-1504d或1524a-1524d的操作而在电压源1508a与1508b之间、电压源1508c与1508d之间、或在电压源1528a、1528b、1528c和1528d中的任何两个电压源之间不提供直接连接。

图16包括解说用于N!接口上的数据通信的方法的流程图1600。在步骤1602,传送设备可将数据编码在要在通信接口的N条线路上传送的码元中。该码元可定义针对该N条线路中的每个两线路组合的电流。

在步骤1604,该设备可计算针对该N条线路中的每条线路的结果所得电流。结果所得电流可被计算为由该码元针对该N条线路中的包括该每条线路的两线路组合所定义的电流之和。

在步骤1606,该设备可将一组电压源耦合至该N条线路。该组电压源可在匹配该N条线路中的每条线路的特性阻抗的同时仿效该N条线路中的每条线路中的结果所得电流的效应。

在一个示例中,该N条线路中的每条线路通过终接阻抗被耦合至终接网络中的中心点。该组电压源可被选择成使得该N条线路中的结果所得电流在该终接网络中的中心点处抵销。该N条线路中的每条线路可通过与终接阻抗匹配的阻抗来被耦合至单个电压源。

在另一示例中,可通过激活将每条线路连接至能操作以产生针对该线路计算的结果所得电流的电压电平的电压源的开关来将该组电压源耦合至该N条线路。可以有多个电压源对至每条线路的连接可用。该多个电压源中的每个电压源可具有不同于该多个电压源中的其他电压源的电压电平。

码元中的比特可定义每个两线路组合中的电流的方向。每个两线路组合中的电流在该每个两线路组合的第一和第二线路中在相反方向上流动。每个两线路组合中的电流可等效于由耦合至该每个两线路组合的差分线驱动器所产生的差分电流。每条线路可被包括在N-1个两线路组合中。该码元可定义NC2个电流。

图17是解说采用处理电路1702的装置1700的硬件实现的简化示例的示图。该处理电路通常具有处理器1716,处理器1716可包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、定序器以及状态机等中的一者或多者。处理电路1702可以用由总线1720一般化地表示的总线架构来实现。取决于处理电路1702的具体应用和整体设计约束,总线1720可包括任何数目的互连总线和桥接器。总线1720将包括一个或多个处理器和/或硬件模块(由处理器1716,模块或电路1704、1706和1708,可配置成通过包括数个(N)连接器或线路的通信接口1714进行通信的线接口电路1712,以及计算机可读存储介质1718表示)的各种电路链接在一起。总线1720还可链接各种其他电路,诸如定时源、外围设备、稳压器和功率管理电路,这些电路在本领域中是众所周知的,且因此将不再进一步描述。

处理器1716负责一般性处理,包括执行存储在计算机可读存储介质1718上的软件。该软件在由处理器1716执行时使处理电路1702执行上文针对任何特定装置描述的各种功能。计算机可读存储介质1718还可被用于存储由处理器1716在执行软件时操纵的数据,包括从在通信接口1714上传送的码元中解码的数据。处理电路1702进一步包括模块1704、1706和1708中的至少一个模块。模块1704、1706和1708可以是在处理器1716中运行的软件模块、驻留/存储在计算机可读存储介质1718中、是耦合至处理器1716的一个或多个硬件模块、或是其某个组合。模块1704、1706和1708可包括微控制器指令、状态机配置参数、或其某种组合。

在一种配置中,用于无线通信的装置1700包括被配置成将数据编码在要在通信接口1714的N条线路上传送的码元中的模块和/或电路1704、被配置成计算针对通信接口1714的该N条线路中的每条线路的结果所得电流的模块和/或电路1706、以及被配置成将一组电压源耦合至通信接口1714的该N条线路的模块和/或电路1708。

应理解,所公开的过程中各步骤的具体次序或层次是示例性办法的解说。应理解,基于设计偏好,可以重新编排这些过程中各步骤的具体次序或层次。所附方法权利要求以示例次序呈现各种步骤的要素,且并不意味着被限定于所给出的具体次序或层次。

提供先前描述是为了使本领域任何技术人员均能够实践本文中所描述的各种方面。对这些方面的各种改动将容易为本领域技术人员所明白,并且在本文中所定义的普适原理可被应用于其他方面。因此,权利要求并非旨在被限定于本文中所示出的方面,而是应被授予与语言上的权利要求相一致的全部范围,其中对要素的单数形式的引述除非特别声明,否则并非旨在表示“有且仅有一个”,而是“一个或多个”。除非特别另外声明,否则术语“一些”指的是一个或多个。本公开通篇描述的各种方面的要素为本领域普通技术人员当前或今后所知的所有结构上和功能上的等效方案通过引述被明确纳入于此,且旨在被权利要求所涵盖。此外,本文中所公开的任何内容都并非旨在贡献给公众,无论这样的公开是否在权利要求书中被显式地叙述。没有任何权利要求元素应被解释为装置加功能,除非该元素是使用短语“用于……的装置”来明确叙述的。

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