在低电源电压技术中增加电压模式驱动器的输出振幅的制作方法
【专利说明】在低电源电压技术中増加电压模式驱动器的输出振幅
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年6月25日提交的美国临时专利申请第62/017，176号和于2014年7月21日提交的美国专利申请第14/336,979号的优先权权益，通过引用将其全部内容结合于本文中。
技术领域
[0003]本说明书总体涉及线路驱动器，并且更具体地但非排他地涉及用于在低电源电压技术中增加电压模式驱动器的输出振幅的方法和装置。
【背景技术】
[0004]包括电压模式驱动器的线路驱动器被用于多种应用，诸如移动串并转换器(SerDes)电路、网络交换机和数据中心应用、以及高速PHY电路。在衰减和失真存在的情况下，线路驱动器的主要功能是通过介质(例如，导电体的线路)可靠地发送信号。
[0005]通过当前标准(例如，IEEE标准)指定的所需要发送的输出摆动是一种独立的技术。然而，随着技术节点转移为更小的特征尺寸，也缩减标称电源电压。例如，针对底板以太网界面的802.3ap标准(例如，IEEE KR)需要800mV的最小差分峰值至峰值电压，最小差分峰值至峰值电压大于在28nm以下的技术能够支持的标称电源电压。例如，在16nm技术中，电源电压是近似800mV。一些现有解决方案增加驱动器电源并且使用从电压驱动器核心转移至电源的电平，其增加功率消耗，或使用两个电源或低压差(LD0)电路。其他解决方案使用较低的片上电阻，其牺牲重要发射器规格，诸如返回损耗。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种用于使用低电源电压驱动负载的装置，所述装置包括:电压模式驱动器，被配置为向所述负载提供希望的终端阻抗和希望的输出电流的第一部分；以及电流源布置体，被配置为提供所希望的输出电流的第二部分，其中，所希望的输出电流在所述负载上生成预定电压摆动，并且其中，通过所述低电源电压为所述电压模式驱动器和所述电流源布置体提供电力。
[0007]在上述装置中，所述电压模式驱动器包括恒定阻抗电压模式驱动器。
[0008]在上述装置中，所述电压模式驱动器包括可变阻抗电压模式驱动器。
[0009]在上述装置中，所述电压模式驱动器包括恒定阻抗电压模式驱动器，所述恒定阻抗电压模式驱动器包括一个或多个分流器元件。
[0010]在上述装置中，所述电压模式驱动器或所述电流源布置体中的至少一个被配置为用作输出电压振幅控制或均衡控制的至少一个，并且其中，基于标准确定所述预定电压摆动。
[0011]在上述装置中，所述电流源布置体包括电流源和开关，所述电流源和所述开关能够被配置为向所述负载中提供沿两个相反方向流动的所希望的输出电流的所述第二部分，其中，所述开关能够被配置为动态控制向所述负载提供的电流量。
[0012]在上述装置中，所述低电源电压是与技术节点相关联的标称电源电压，并且其中，所述标称电源电压不足以使能所述电压模式驱动器以向所述负载提供所希望的输出电流。
[0013]在上述装置中，基于希望的返回损耗确定所希望的终端阻抗。
[0014]本发明提供了一种用于使用低电源电压驱动负载的方法，所述方法包括:通过使用第一电路向所述负载提供希望的终端阻抗和希望的输出电流的第一部分；以及通过使用第二电路提供所希望的输出电流的第二部分，其中，所希望的输出电流在所述负载上生成预定电压摆动，并且其中，通过所述低电源电压为所述第一电路和所述第二电路提供电力。
[0015]在上述方法中，提供所希望的终端阻抗和所希望的输出电流的所述第一部分包括使用电压模式驱动器，并且其中，所述电压模式驱动器包括恒定阻抗电压模式驱动器。
[0016]在上述方法中，提供所希望的终端阻抗和所希望的输出电流的所述第一部分包括使用电压模式驱动器，并且其中，所述电压模式驱动器包括可变阻抗电压模式驱动器。
[0017]在上述方法中，提供所希望的终端阻抗和所希望的输出电流的所述第一部分包括使用电压模式驱动器，并且其中，所述电压模式驱动器包括恒定阻抗电压模式驱动器，所述恒定阻抗电压模式驱动器包括一个或多个分流器元件。
[0018]在上述方法中，提供所希望的终端阻抗和所希望的输出电流的所述第一部分包括使用电压模式驱动器，并且其中，所述方法进一步包括配置用作输出电压振幅控制或均衡控制中的至少一个的所述电压模式驱动器或所述第二电路中的至少一个，并且其中，基于标准确定所述预定电压摆动。
[0019]在上述方法中，提供所希望输出电流的所述第二部分包括使用电流源布置体，其中，所述方法进一步包括通过使用电流源和开关实施所述电流源布置体，所述电流源和所述开关能够被配置为向所述负载中提供沿两个相反方向流动的所希望的输出电流的剩余部分，并且其中，所述开关能够被配置为动态控制向所述负载提供的电流量。
[0020]在上述方法中，所述低电源电压是与技术节点相关联的标称电源电压，并且其中，所述标称电源电压不足以使能所述电压模式驱动器以向所述负载提供所希望的输出电流。
[0021]在上述方法中，进一步包括基于希望的返回损耗确定所希望的终端阻抗。
[0022]本发明还提供了一种系统，包括:高速串并转换器(SerDes)装置，由低电源电压提供电力；以及驱动电路，被配置为在所述高速串并转换器装置的输入节点上提供希望的摆动，其中，所述驱动电路包括:第一电路，被配置为向所述高速串并转换器装置的所述输入节点提供希望的终端阻抗和希望的输出电流的第一部分；以及第二电路，被配置为提供所希望的输出电流的第二部分，其中，所希望的输出电流在所述高速串并转换器装置的所述输入节点上生成所希望的电压摆动，并且其中，通过所述低电源电压为所述第一电路和所述第二电路提供电力。
[0023]在上述系统中，所述第一电路包括电压模式驱动器，并且其中，所述电压模式驱动器包括恒定阻抗电压模式驱动器、可变阻抗电压模式驱动器或包括一个或多个分流器元件的恒定阻抗电压模式驱动器之一。
[0024]在上述系统中，所述第二电路包括电流源布置体，其中，所述电流源布置体包括电流源和开关，所述电流源和所述开关能够被配置为向所述高速串并转换器装置的所述输入节点中提供沿两个相反方向流动的所希望的输出电流的所述第二部分，其中，所述开关能够被配置为动态控制向所述高速串并转换器装置的所述输入节点提供的电流量。
[0025]在上述系统中，所述低电源电压是与技术节点相关联的标称电源电压，并且其中，所述标称电源电压不足以使能所述电压模式驱动器以向所述高速串并转换器装置的所述输入节点提供所希望的输出电流。
【附图说明】
[0026]在后附的权利要求书中阐述本技术的某些特征。然而，出于说明的目的，在下列附图中阐述本技术的若干实施方式。
[0027]图1示出了电压模式驱动电路的实施例。
[0028]图2A至图2E示出了根据一个或多个实施方式的用于使用低电源电压驱动负载的装置的实施例。
[0029]图3A至图3B示出了根据一个或多个实施方式的用于使用低电源电压驱动负载的装置的可配置电流源的实施例。
[0030]图4示出了根据一个或多个实施方式的用于使用低电源电压驱动负载的方法的实施例。
[0031]图5示出了根据一个或多个实施方式的采用用于使用低电源电压驱动一个或多个负载的本技术特征的通信设备的实施例。
【具体实施方式】
[0032]以下阐述的【具体实施方式】旨在作为本技术的各种配置的说明，而无意表示能够实践本技术的唯一的配置。附图并入本文中且构成了【具体实施方式】的一部分。【具体实施方式】包括特定细节，是出于提供彻底理解本技术的目的。然而，本领域技术人员应当清楚且显而易见的是，本技术并不限于本文中所阐述的具体细节且可使用一个或多个实施方式来实践。在一个或多个实施例中，为了避免混淆本技术的概念，以框图的形式示出了熟知的结构和部件。
[0033]本技术提供了用于在低电源电压技术中增加电压模式驱动器的输出振幅的方法和实施方式。如由当前标准所需要的，所公开的技术将电压模式驱动器与电流驱动器(例如，Η驱动器)合并，以通过负载提供最小差分峰值至峰值电压。例如，相比于依赖于具有增加的电源或降低的片上电阻的电压模式驱动器的现有解决方案或基于Η驱动器或电流模式逻辑(CML)驱动器的其他解决方案，本技术包括多个有利特征，例如，降低的功率消耗和不用牺牲返回损耗的芯片区域。此外，所公开的解决方案是最低功率的解决方案，最低功率的解决方案与当前标准(例如，IEEE标准)和未来处理技术兼容。
[0034]图1示出了用于驱动负载阻抗的电压模式驱动电路100的实施例。电压模式驱动电路100包括电阻R1-R4和开关S1-S4，并且被用于驱动负载电阻&，负载电阻&能够是设备(诸如串并转换器(SerDes))的输入阻抗。在允许限制电源电压(例如，VDD