(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】特表2015-501589(P2015-501589A)
(43)【公表日】2015年1月15日
(54)【発明の名称】推論的判定フィードバック等化を実行するための方法及び装置
(51)【国際特許分類】
H04B 3/06 20060101AFI20141212BHJP
H04L 25/03 20060101ALI20141212BHJP
【FI】
H04B3/06 A
H04L25/03 C
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2014-537350(P2014-537350)
(86)(22)【出願日】2012年10月22日
(85)【翻訳文提出日】2014年5月12日
(86)【国際出願番号】US2012061272
(87)【国際公開番号】WO2013059771
(87)【国際公開日】20130425
(31)【優先権主張番号】13/278,851
(32)【優先日】2011年10月21日
(33)【優先権主張国】US
(81)【指定国】
AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KM,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VC
(71)【出願人】
【識別番号】390020248
【氏名又は名称】日本テキサス・インスツルメンツ株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】507107291
【氏名又は名称】テキサス インスツルメンツ インコーポレイテッド
(74)【1名の代理人】
【識別番号】100098497
【弁理士】
【氏名又は名称】片寄 恭三
(72)【発明者】
【氏名】ニルマル シー ワルケ
(72)【発明者】
【氏名】ロバート エフ ペイン
【テーマコード(参考)】
5K029
5K046
【Fターム(参考)】
5K029AA03
5K029DD22
5K029HH05
5K029LL01
5K046BB05
5K046EE10
5K046EE32
5K046EE47
(57)【要約】
受信された信号を等化するための方法及び装置が提供される。信号はフィルタされ、伝送シンボルを有する符号化方式を用いてチャネル(104)を介して伝送される。例示のSerDesリンク300は、非ゼロ復帰(NRZ)符号化方式を用いる。伝送された信号は、伝送フィルタ(302)(例えば、FIRフィルタ)及びイコライザ(304)が等化ウィンドウにおけるタップのセットを調節して、セットからのタップが互いに実質的に等しくなるように、シェーピングされる。その後、著しく低減されたコンパレータレベルで推論的デジタルフロントエンド(DFE)回路(305)を用いて等化された信号においてシンボル間干渉が補償される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
装置であって、
伝送フィルタを有するトランスミッタ、
レシーバ、及び
前記トランスミッタとレシーバとの間に結合されるチャネル、
を含み、
前記レシーバが、
符号化方式の複数の伝送シンボルの少なくとも1つを有する通信チャネルから信号を受信するように構成されるイコライザであって、前記イコライザ及び伝送フィルタが、等化ウィンドウにおいてタップのセットを調節して、前記セットからの前記タップが互いに実質的に等しくなるように構成される、前記イコライザと、
前記イコライザに結合され、且つ、シンボル間干渉(ISI)を補償するように構成される判定フィードバックイコライザ(DFE)ループと、
を有する、
装置。
【請求項2】
請求項1に記載の装置であって、
前記DFEループが、
前記イコライザに結合されるアナログデジタルコンバータ(ADC)と、
差分信号のセットを生成する差分回路のセットであって、各差分回路が前記ADCに結合され、各差分回路が、前記タップの少なくとも1つを用いることにより差分信号の少なくとも1つを計算する、差分回路の前記セットと、
各コンパレータが前記差分回路の少なくとも1つに結合される、コンパレータのセットと、
を更に含む、装置。
【請求項3】
請求項2に記載の装置であって、前記伝送フィルタが有限インパルス応答(FIR)フィルタである、装置。
【請求項4】
請求項3に記載の装置であって、前記DFEループが、コンパレータの前記セットからの各コンパレータに結合されるマルチプレクサを更に含む、装置。
【請求項5】
請求項4に記載の装置であって、前記符号化方式が非ゼロ復帰(NRZ)であり、タップの数が2であり、コンパレータの数が3である、装置。
【請求項6】
請求項4に記載の装置であって、前記符号化方式がMレベルパルス振幅変調(M−PAM)であり、タップの数がNであり、コンパレータの数が[N×(M−1)+1]×(M−1)である、装置。
【請求項7】
請求項6に記載の装置であって、コンパレータの最小数が[N×(M−1)+1)]×(M−l)−N×(M−l)×(M−2)/2となるように、隣接するM−PAM判定レベルからコンパレータレベルをマージするため、前記FIRフィルタが、前記パルス応答の前記メインカーソルをシェーピングする、装置。
【請求項8】
方法であって、
フィルタされた信号を生成するため信号をフィルタする工程、
伝送された信号がレシーバにより受け取られるように符号化方式を用いて前記フィルタされた信号をチャネルを介して伝送する工程であって、前記符号化方式が複数の伝送シンボルを有する工程、
等化された信号を生成するため前記伝送された信号を等化する工程であって、等化及びフィルタする前記工程が等化ウィンドウにおいてタップのセットを調節して、前記セットからの前記タップが互いに実質的に等しくなるようにする工程、及び
前記等化された信号においてISIを補償する工程、
を含む、方法。
【請求項9】
請求項8に記載の方法であって、フィルタする前記工程が、FIRフィルタを適用することを更に含む、方法。
【請求項10】
請求項9に記載の方法であって、補償する前記工程が、
デジタル化された信号を生成するため前記等化された信号をデジタル化すること、
タップの前記セットを用いて前記デジタル化された信号から複数の差分信号を計算すること、
複数の比較結果を生成するため前記複数の差分信号との複数の比較を実行すること、及び
前記複数の比較結果を多重化すること、
を更に含む、方法。
【請求項11】
請求項10に記載の方法であって、前記符号化方式がM−PAMであり、タップの数がNであり、比較の数が[N×(M−1)+1]×(M−1)である、方法。
【請求項12】
請求項11に記載の方法であって、比較の最小数が[N×(M−1)+1)]×(M−l)−N×(M−l)×(M−2)/2となるように、隣接するM−PAM判定レベルからコンパレータレベルをマージするため、フィルタする前記工程が、パルス応答のメインカーソルをシェーピングすることを更に含む、方法。
【請求項13】
シリアライザ/デシリアライザ(SerDes)リンクであって、
シリアライザ、
前記シリアライザに結合され、伝送フィルタを有するトランスミッタ、
レシーバ、
前記トランスミッタとレシーバとの間に結合されるチャネル、及び
デシリアライザ、
を含み、
前記レシーバが、
符号化方式の複数の伝送シンボルの少なくとも1つを有する通信チャネルから信号を受け取るように構成されるイコライザであって、前記イコライザ及び伝送フィルタが等化ウィンドウにおいてタップのセットを調節して、前記セットからの前記タップが互いに実質的に等しくなるように構成される、前記イコライザと、
前記イコライザに結合され、且つ、シンボル間干渉(ISI)を補償するように構成される判定フィードバックイコライザ(DFE)ループと、
を有し、
前記デシリアライザが前記DFEループに結合される、
SerDesリンク。
【請求項14】
請求項13に記載のSerDesリンクであって、
前記DFEループが、
前記イコライザに結合されるアナログデジタルコンバータ(ADC)と、
差分信号のセットを生成する差分回路のセットであって、各差分回路が前記ADCに結合され、前記タップの少なくとも1つを用いることにより各差分回路が差分信号の少なくとも1つを計算する、差分回路の前記セットと、
各コンパレータが前記差分回路の少なくとも1つに結合される、コンパレータのセットと、
を更に含む、SerDesリンク。
【請求項15】
請求項14に記載のSerDesリンクであって、前記伝送フィルタが有限インパルス応答(FIR)フィルタである、SerDesリンク。
【請求項16】
請求項15に記載のSerDesリンクであって、前記DFEループが、コンパレータの前記セットからの各コンパレータに結合されるマルチプレクサを更に含む、SerDesリンク。
【請求項17】
請求項16に記載のSerDesリンクであって、前記符号化方式が非ゼロ復帰(NRZ)であり、タップの数が2であり、コンパレータの数が3である、SerDesリンク。
【請求項18】
請求項16に記載のSerDesリンクであって、前記符号化方式がMレベルパルス振幅変調(M−PAM)であり、タップの数がNであり、コンパレータの数が[N×(M−1)+1]×(M−1)である、SerDesリンク。
【請求項19】
請求項18に記載のSerDesリンクであって、コンパレータの最小数が[N×(M−1)+1)]×(M−l)−N×(M−l)×(M−2)/2となるように、隣接するM−PAM判定レベルからコンパレータレベルをマージするため、前記FIRフィルタがパルス応答のメインカーソルをシェーピングする、SerDesリンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、概して等化に関し、更に特定して言えば、判定フィードバックイコライザ(DFE)に関連する。
【背景技術】
【0002】
図1に移ると、従来のシリアライザ/デシリアライザ(SerDes)リンク100の一例を見ることができる。オペレーションにおいて、シリアライザ101が、トランスミッタ103(これはバッファ102を含み得る)を用いるチャネル104を介する伝送のため、シリアル化された信号を生成することができる。信号x[n]がチャネル104を介して伝送されるので、符号化方式(これは伝送シンボルを有する)が用いられる。符号化方式の一例は2レベルパルス振幅変調(2−PAM)方式である(これは非ゼロ復帰又はNRZと呼ばれる)。NRZ方式では、伝送シンボルは−1及び+1である。この伝送された信号y[t]がレシーバ105により受け取られる。しかし、この信号は概して、シンボル間干渉(ISI)によりゆがめられており、そのため、その信号がアナログデジタルコンバータ(ADC)106によりデジタル化された後、DFEループ107がISIを補償し得る。
【0003】
この構成において、DFEループ107は、ISIを補償するためそのフィードバックを調節するように継続的に適応される。これを行うため、DFEループは、加算器108、比較回路110、及びフィルタ112(これは典型的に有限インパルス応答又はFIRフィルタである)を用いる。概して、DFEループ107(及び、特にフィルタ112)は、このISI補償を実行するためポストカーソル(post−cursor)タップを用いる。図2では、有効リンクパルス応答の一例を見ることができ、ここで、h
0はメインカーソル、h
1及びh
2はポストカーソルタップである。この例では、受信した信号y[t]のサンプルは次の通りである。
(1) y[n]=h
0×x[n]+h
1×x[n−l]+h
2×x[n−2]+O
ここで、Oは低次干渉である(これはこの例では無視される)。フィルタ112がその後、下記ISI式を生成することができる。
(2) h
1×x[n−l]+h
2×x[n−2]
このISI式が信号y[n]から減じられるとき、ISIは効果的に補償される。この構成に関する問題点は、DFEループ107の速度が、1つのシンボル期間に数式(2)のISI式を計算する能力によって制限されることである。
【0004】
NRZ符号化方式が(例えば)用いられる場合、計算は近似され得る。信号x[n]は±1であると仮定されるため、数式(2)のISI式は次の通りであると仮定され得る。
(3) h
1+h
2
(4) h
1−h
2
(5) −h
1+h
2
(6) −h
1−h
2
そのため、DFEループ107は、図3に示すように、SerDesリンク200のレシーバ201においてDFEループ203で置き換えることができる。これは概して推論的(speculative)DFEと呼ばれる。この構成において、補償器206−1〜206−4は、数式(3)〜(6)を実質的に同時に計算し、コンパレータ204−1〜204−4によって比較結果が決められる。これらの比較結果はマルチプレクサ又はMUX208により多重化され、選択信号SELECTは信号x[n−1]及びx[n−2]から計算される。
【0005】
図3に示すSerDesリンク200は、他の符号化方式(M−PAMなど)と共に、及び一層多くのポストカーソルタップと共に用いられるように拡張され得る。この推論的DFE構成に関する幾つかの問題点は、複雑性、電力消費、及び利用面積であるが、これらは、コンパレータの数に大きく起因し得る。図3に示すように、4つのコンパレータが用いられるが、M−PAMシステムではコンパレータの数はM
Nであり、ここで、Mは伝送シンボルの数であり、Nはタップの数である。2タップ及び3判定レベルを有する4−PAMシステムでは、判定レベル毎に16個のコンパレータがあり、(図4の例に見られるように)トータルで48個のコンパレータがある。そのため、改善されたDFEが求められている。
【0006】
幾つかの他の従来のシステムが下記文献に記載されている。
【特許文献1】米国特許番号第7,539,243号
【特許文献2】米国特許番号第7,792,187号
【特許文献3】米国特許番号第7,822,114号
【特許文献4】米国特許公開番号2008/0187036
【特許文献5】米国特許公開番号2009/0285277
【特許文献6】米国特許公開番号2009/0304066
【特許文献7】米国特許公開番号2010/0054324
【非特許文献1】van Ierssel et al, "An Adaptive 4-PAM Decision-Feedback Equalizer for Chip-to-Chip Signaling," IEEE Intl. SOC Conf. Proceedings, 2004, September 12-15, pp. 297-300
【発明の概要】
【0007】
例示の装置実施例において、装置が、伝送フィルタを有するトランスミッタ、レシーバ、及びトランスミッタとレシーバとの間に結合されるチャネルを含む。レシーバは、符号化方式の複数の伝送シンボルの少なくとも1つを有する通信チャネルから信号を受信するように構成されるイコライザと、イコライザに結合され、且つ、シンボル間干渉(ISI)を補償するように構成される判定フィードバックイコライザ(DFE)ループとを有する。イコライザ及び伝送フィルタは、等化ウィンドウにおいてタップのセットを調節して、セットからのタップが互いに実質的に等しくなるように構成される。
【0008】
一例において、DFEループは、イコライザに結合されるアナログデジタルコンバータ(ADC)と、差分信号のセットを生成する差分回路のセットと、各コンパレータが差分回路の少なくとも1つに結合される、コンパレータのセットとを更に含み得る。各差分回路はADCに結合され、各差分回路が、タップの少なくとも1つを用いることにより差分信号の少なくとも1つを計算する。
【0009】
伝送フィルタは、有限インパルス応答(FIR)フィルタであり得る。
【0010】
一例において、DFEループは、コンパレータのセットからの各コンパレータに結合されるマルチプレクサを更に含み得る。
【0011】
一例において、符号化方式は非ゼロ復帰(NRZ)であり得、タップの数は2であり得、コンパレータの数は3であり得る。
【0012】
一例において、符号化方式は、Mレベルパルス振幅変調(M−PAM)であり得、タップの数はNであり得、コンパレータの数は[N×(M−1)+1]×(M−1)であり得る。
【0013】
一例において、コンパレータの最小数が[N×(M−1)+1)]×(M−l)−N×(M−l)×(M−2)/2となるように、隣接するM−PAM判定レベルからコンパレータレベルをマージするため、FIRフィルタは、パルス応答のメインカーソルをシェーピングし得る。
【0014】
例示の方法実施例において、この方法は、フィルタされた信号を生成するため信号をフィルタする工程、伝送された信号がレシーバにより受け取られるように符号化方式を用いて、フィルタされた信号をチャネルを介して伝送する工程であって、符号化方式が複数の伝送シンボルを有する工程、等化された信号を生成するため伝送された信号を等化する工程であって、等化及びフィルタする工程が等化ウィンドウにおいてタップのセットを調節して、セットからのタップが互いに実質的に等しくなるようにする工程、及び等化された信号においてISIを補償する工程を含む。
【0015】
一例において、フィルタする工程はFIRフィルタを適用することを更に含み得る。
【0016】
一例において、補償する工程は、デジタル化された信号を生成するため等化された信号をデジタル化すること、タップのセットを用いて、デジタル化された信号から複数の差分信号を計算すること、複数の比較結果を生成するため複数の差分信号との複数の比較を実行すること、及び複数の比較結果を多重化することを更に含み得る。
【0017】
一例において、比較の最小数が[N×(M−1)+1)]×(M−l)−N×(M−l)×(M−2)/2となるように、隣接するM−PAM判定レベルからコンパレータレベルをマージするため、フィルタする工程は、パルス応答のメインカーソルをシェーピングすることを更に含み得る。
【0018】
別の実施例において、シリアライザ/デシリアライザ(SerDes)リンクが提供される。例示のSerDesリンク実装は、シリアライザと、シリアライザに結合され、伝送フィルタを有するトランスミッタと、レシーバと、トランスミッタとレシーバとの間に結合されるチャネルと、デシリアライザとを含む。レシーバは、符号化方式の複数の伝送シンボルの少なくとも1つを有する通信チャネルから信号を受け取るように構成されるイコライザと、イコライザに結合され、且つ、シンボル間干渉(ISI)を補償するように構成される判定フィードバックイコライザ(DFE)ループとを有する。イコライザ及び伝送フィルタは、等化ウィンドウにおいてタップのセットを調節して、セットからのタップが互いに実質的に等しくなるように構成される。デシリアライザはDFEループに結合される。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】図1は、従来のSerDesリンクを図示する。
【0020】
【図2】図2は、図1のレシーバへの信号入力を図示する。
【0021】
【図3】図3は、推論的DFEを用いる従来のSerDesリンクを示す。
【0022】
【図4】図4は、図3のSerDesリンクを用いる4−PAMシステムに対するコンパレータレベルを示す。
【0023】
【図5】図5は、本発明の原理を実装する例示のSerDesリンクを図示する。
【0024】
【図6】図6は、図5のSerDesリンクに対する例示のコンパレータレベルを図示する。
【0025】
【図7】図7は、図5のSerDesリンクに対する例示のコンパレータレベルを図示する。
【発明を実施するための形態】
【0026】
一例として、図4に戻ると、複数の重なるレベルがあり、そのため、冗長性又は縮退(degeneracies)をなくすことが可能である。
【0027】
本発明に従った例示のSerDesリンク300を図5に示す。簡潔にするため、SerDesリンク300はNRZ符号化方式を用いるが、同じ構成が、M−PAMなどの他の方式に適用され得る。SerDesリンク300では、イコライザ304(これは、典型的にアナログイコライザである)及び伝送フィルタ302(これは典型的にFIRフィルタである)が、それぞれ、レシーバ303及びトランスミッタ301に挿入される。イコライザ304及びフィルタ302は、ポストカーソルタップ(の少なくとも幾つか)を互いに等しくさせ得る。例えば、2タップ(即ち、h
1及びh
2)を有するDFEループ303が互いに等しくされ得る(即ち、h
1=h
2=h)場合、数式(3)〜(6)は、2h、0、及び−2hとなり得る。これを行うことにより、(例えば)Nタップを備えたM−PAMに対するコンパレータの数は、効率的に、SerDesリンク200でのM
Nから下記まで低減される。
(7) [N×(M−1)+1]×(M−1)
そのため、図5に示す例(これは、2タップを備え、2×(2−l)+l=3個のコンパレータを有するNRZ符号化方式を用いる)では、コンパレータ310−1〜310−3は、差分回路(これらは概して加算器308−1〜308−1及び補償器306−1〜306−3である)及びマルチプレクサ312と共に用いられる。図6に示す例(これは、図4に示すものに類似する2タップ及び3つのコンパレータレベルを有する4−PAMシステムである)では、コンパレータの数は3×(2×(4−l)+l)=21である。
【0028】
コンパレータの数を更に低減するため、パルス応答のメインカーソル又はh
0は、図7の例において示すように、他の外見上縮退コンパレータレベルをなくすため、伝送フィルタ302により改変され得る。例えば、パルス応答のメインカーソル又はh
0が、2タップ及び3コンパレータレベルを備えた4−PAMシステムでポストカーソルタップの[1/4]に等しくなる(即ち、h
0=h/4)ようにされる場合、コンパレータの数は15まで低減され得る。具体的には、N個のタップを備えるM−PAMシステムではコンパレータの最小数は、下記の通りである。
(8) [N×(M−1)+1)]×(M−l)−N×(M−l)×(M−2)/2
そのため、SerDesリンク300の複雑性は更に低減され得る。
【0029】
SerDesリンク300の複雑性を低減するための更に別の特徴として、伝送符号化を用いることができる。伝送符号化を用いて、或るISIレベル(又はコンパレータ)が実施され得るように、列挙された伝送ビットシーケンスが用いられる。或るISIレベルが実施されるため、これはコンパレータの数の低減を更に助ける。一例として、NRZ符号化方式が「ランレングス」伝送符号化を含み得、ここで、シーケンス「100」及び「011」が避けられる。NRZ符号化方式の「ランレングス」伝送符号化を用いることにより、「0」でのレベルが用いられる唯一のレベルとなるため、レベル2×h及び−2×hは省かれ得る。
【0030】
当業者であれば、本発明の特許請求の範囲内で、説明した例示の実施例に変形が成され得ること、及び多くの他の実施例が可能であることが分かるであろう。
【図6】
【図7】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【国際調査報告】