本發(fā)明涉及電子和光學(xué)電路，更具體地，涉及用于可變前向糾錯(FEC)的技術(shù)。

背景技術(shù)：

光子集成電路(PIC)是包括一個或多個光學(xué)部件的器件。PIC可以使用各種材料制成，例如磷化銦、砷化鎵、鈮酸鋰或硅。PIC對光學(xué)波長的信號執(zhí)行功能。PIC可用于通過將光纖用作傳輸介質(zhì)的光學(xué)網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行通信。

光纖通常被選擇用于需要比電纜可以適應(yīng)的更高帶寬或擴展更長距離的系統(tǒng)。光纖的優(yōu)勢包括非常低的損耗，這使得在放大器和/或中繼器之間具有長距離。光纖不具有長的并行電導(dǎo)線所共有的接地電流以及其他寄生信號和功率問題，因為光纖使用光而不是電波來進行傳輸。此外，光纖固有地具有高數(shù)據(jù)承載能力。需要數(shù)千條電鏈路來替代單條高帶寬光纖。光纖的另一優(yōu)勢在于，與一些類型的電傳輸線相比，即使當(dāng)長距離將多條光纜彼此并排放置時，光纜之間也不會存在串?dāng)_。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)一些實施例，一種系統(tǒng)包括編碼電路、線路質(zhì)量監(jiān)控電路和控制器電路。編碼電路使用第一前向糾錯碼生成指示編碼數(shù)據(jù)的第一數(shù)據(jù)信號。線路質(zhì)量監(jiān)控電路使用監(jiān)控第二數(shù)據(jù)信號的眼監(jiān)控電路生成第二數(shù)據(jù)信號的線路質(zhì)量的指示。眼監(jiān)控電路例如可以包括眼示波器?？刂破麟娐肥咕幋a電路響應(yīng)于第二數(shù)據(jù)信號的線路質(zhì)量的指示的變化而使用第二前向糾錯碼生成第一數(shù)據(jù)信號中的編碼數(shù)據(jù)。

本文所公開的實施例可以各種方式來實施，諸如處理、裝置、系統(tǒng)、設(shè)備和/或方法。實施例的各種目的、特征和優(yōu)勢將基于以下詳細(xì)描述和附圖而變得顯而易見。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的光學(xué)/電子系統(tǒng)的第一實例。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的光學(xué)/電子系統(tǒng)的第二實例。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的光學(xué)/電子系統(tǒng)的第三實例。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的光學(xué)/電子系統(tǒng)的第四實例。

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的與改變由編碼電路使用以生成編碼數(shù)據(jù)的前向糾錯(FEC)碼相關(guān)聯(lián)的操作的流程圖。

具體實施方式

PIC可用于通過具有光纖的光學(xué)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。PIC可用作一個或多個光學(xué)網(wǎng)絡(luò)與具有一個或多個電子集成電路的電子計算機系統(tǒng)之間的接口。PIC可接收來自電子計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)并通過一個或多個光學(xué)網(wǎng)絡(luò)將從電子計算機系統(tǒng)接收的數(shù)據(jù)傳送至一個或多個接收設(shè)備。PIC還可以接收通過一個或多個光學(xué)網(wǎng)絡(luò)從一個或多個傳送設(shè)備傳送的數(shù)據(jù)。然后，PIC可以將通過一個或多個光學(xué)網(wǎng)絡(luò)接收的數(shù)據(jù)傳送至電子計算機系統(tǒng)。

為了提供可靠的數(shù)據(jù)通信，前向糾錯(FEC)可以應(yīng)用于通過網(wǎng)絡(luò)傳送的數(shù)據(jù)。FEC是在數(shù)據(jù)通信中用于檢測并校正在不可靠的或有噪音的通信通道上傳送的數(shù)據(jù)中的誤差的技術(shù)。FEC通過使用糾錯碼向所傳送的數(shù)據(jù)添加冗余(例如，誤差校驗位)來實現(xiàn)。FEC可使用一個或多個糾錯碼，諸如里德-所羅門(RS)碼、博斯和雷-查德胡里(BCH)碼、漢明碼、卷積碼、Turbo碼、低密度奇偶校驗(LDPC)碼等。冗余使得接收器檢測可發(fā)生在所傳送的數(shù)據(jù)信號的任何地方的誤差，并且通常校正這些誤差而不進行重傳。FEC為接收器給出了校正誤差而不需要反向通道來請求重傳數(shù)據(jù)的能力。然而，F(xiàn)EC使用較高的正向通道帶寬以適應(yīng)冗余或開銷?？梢栽谥貍鞒杀据^高、不實際或不可能的情況下應(yīng)用FEC。

根據(jù)本文公開的一些實施例，為通過光學(xué)網(wǎng)絡(luò)向光學(xué)/電子系統(tǒng)傳送以及從光學(xué)/電子系統(tǒng)傳送的數(shù)據(jù)提供前向糾錯(FEC)。光學(xué)/電子系統(tǒng)可以包括電子集成電路裸片和光子集成電路裸片。例如，F(xiàn)EC可以通過電子集成電路裸片和/或光子集成電路裸片中的糾錯電路來提供。糾錯電路可以包括編碼電路和解碼電路。光學(xué)/電子系統(tǒng)可以包括線路質(zhì)量監(jiān)控器，其確定數(shù)據(jù)信號的線路質(zhì)量，諸如通過光學(xué)/電子系統(tǒng)中的一個或多個通道傳送的一個或多個數(shù)據(jù)信號的比特誤碼率。線路質(zhì)量監(jiān)控器包括眼監(jiān)控電路。眼監(jiān)控電路例如可以包括內(nèi)置眼示波器。眼監(jiān)控電路可以針對通過一個或多個通道傳送的數(shù)據(jù)信號使用眼示波器提供預(yù)測性的和預(yù)防性的品質(zhì)因數(shù)(FOM)，諸如眼高、眼寬、隨機抖動(RJ)、確定性抖動(DJ)和邊界不相關(guān)抖動(BUJ)。糾錯電路使用FOM來選擇FEC碼，諸如里德-所羅門(RS)碼、博斯和雷-查德胡里(BCH)碼、漢明碼、卷積碼、Turbo碼、低密度奇偶校驗(LDPC)碼等。編碼電路和解碼電路使用所選的FEC碼來對分別通過電子集成電路裸片和光子集成電路裸片中的一個或兩個傳送和接收的數(shù)據(jù)進行編碼和解碼。

在一些實施例中，電子集成電路(EIC)裸片和光子集成電路(PIE)裸片可以設(shè)置在相同封裝體中。因此，單個封裝器件可以包含EIC裸片和PIC裸片。相同封裝體中的EIC和PIC裸片可具有片上異質(zhì)系統(tǒng)(SOC)的功能。PIC裸片可以在單個通信標(biāo)準(zhǔn)或多個不同的通信標(biāo)準(zhǔn)的情況下通過光學(xué)網(wǎng)絡(luò)傳送和接收數(shù)據(jù)信號。PIC裸片能夠支持多種不同的應(yīng)用，包括定制應(yīng)用(如果期望的話)。EIC裸片可以包括任何類型的EIC，例如包括可編程邏輯器件、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、可編程邏輯陣列、處理器、微控制器、存儲器件、模擬集成電路、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路(即，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)或數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC))、專用集成電路(ASIC)等。

根據(jù)一些實施例，例如響應(yīng)于線路質(zhì)量的變化或者響應(yīng)于所使用的不同通信標(biāo)準(zhǔn)，改變由糾錯電路使用的FEC碼。許多通信標(biāo)準(zhǔn)(諸如以太網(wǎng))使用相同F(xiàn)EC碼。對于這些通信標(biāo)準(zhǔn)來說，EIC裸片和/或PIC裸片可以包括可由兩個或多個數(shù)據(jù)通信通道共享的硬不可編程糾錯電路。不可編程糾錯電路可以在兩個或多個FEC碼中進行選擇。在其他實施例中，EIC裸片是可編程集成電路，以及糾錯電路通過可配置為提供不同F(xiàn)EC碼的可編程電路來實施。在又一些實施例中，糾錯電路部分地通過不可編程電路以及部分地通過可編程電路來實施。

例如，在一個或多個較強的FEC碼與一個或多個較弱的FEC碼之間改變由糾錯電路使用的FEC碼。較強的FEC碼通常比較弱的FEC碼提供更好的糾錯性能，代價是使用數(shù)量增加的邏輯元件(LE)、更大的功耗以及更長的時延。邏輯元件例如可以是可編程的邏輯電路。較弱的FEC碼通常比較強的FEC碼要求更少的LE、更小的功耗并具有更快的時延，代價是降低的糾錯性能。在一些實施例中，較弱的FEC碼可以是較強的FEC碼的子集，使得兩個或多個較弱的FEC碼可以利用與較強的FEC碼相同的邏輯電路中的至少一些邏輯電路來支持。因此，有利的是，能夠針對每條通信通道調(diào)整FEC碼以使用實現(xiàn)期望糾錯率所需的最小糾錯強度。

在一個實例中，可以通過EIC裸片中的不可編程硬邏輯電路來實施有限數(shù)量的較強的FEC碼，并且可以通過EIC裸片中的可編程邏輯電路來實施一個或多個附加的FEC碼。與在不可編程硬邏輯電路中實施的FEC碼相比，在可編程邏輯電路中實施FEC碼通常要求更多的裸片面積、更大的功耗以及增加的時延。然而，在可編程邏輯電路中實施FEC碼提供了更大的靈活性。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的光學(xué)/電子系統(tǒng)101的第一實例。圖1的光學(xué)/電子系統(tǒng)101包括光子集成電路(PIC)裸片102和電子集成電路(EIC)裸片103。系統(tǒng)101例如可以包括容納PIC裸片102和EIC裸片103二者的封裝體。PIC裸片102包括線路質(zhì)量監(jiān)控電路104、電接收電路105A-105D、光學(xué)發(fā)射器106A-106D、光學(xué)接收器107A-107D、電發(fā)射電路108A-108D、數(shù)據(jù)恢復(fù)電路116A-116D(DR1-DR4)以及數(shù)據(jù)恢復(fù)電路117A-117D(DR5-DR8)。EIC裸片103可以包括如上所述的任何類型的EIC，諸如FPGA、ASIC等。EIC裸片103包括控制電路111、編碼電路112、解碼電路113、電發(fā)射電路109A-109D以及電接收電路110A-110D。在圖1中僅示出了PIC裸片102和EIC裸片103各自的一部分以簡化附圖。

一個或多個輸出數(shù)據(jù)信號DOUT從EIC裸片103中的在圖1中未示出的電路提供給編碼電路112的輸入。作為不用于限制的實例，EIC裸片103可以是可編程邏輯器件(PLD)，并且輸出數(shù)據(jù)信號DOUT可以通過EIC裸片103的核心區(qū)域中的可編程邏輯電路來生成。DOUT可以是單個串行信號、多個串行信號、一組并行信號或者多組并行信號。EIC裸片103例如可以包括并串轉(zhuǎn)換電路，用于將并行輸出數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為用于傳送至PIC裸片102的多個串行數(shù)據(jù)信號。

使用一個或多個所選糾錯碼，編碼電路112對數(shù)據(jù)信號DOUT表示的數(shù)據(jù)執(zhí)行前向糾錯(FEC)編碼，以生成四個數(shù)據(jù)信號E1、E2、E3和E4中的編碼數(shù)據(jù)。使用從兩個、三個或更多前向糾錯(FEC)碼的集合中選擇的一個或多個前向糾錯(FEC)碼，編碼電路112對由數(shù)據(jù)信號DOUT表示的數(shù)據(jù)進行編碼以生成由數(shù)據(jù)信號E1-E4所表示的編碼數(shù)據(jù)。兩個、三個或更多FEC碼的集合中的FEC碼例如可以存儲在EIC裸片103的可被編碼電路112訪問的存儲電路中。兩個、三個或更多FEC碼的集合例如可以包括里德-所羅門(RS)碼、博斯和雷-查德胡里(BCH)碼、漢明碼、卷積碼、Turbo碼、低密度奇偶校驗(LDPC)碼、重復(fù)累加碼等中的兩種或多種。編碼電路112選擇用于對數(shù)據(jù)信號DOUT表示的數(shù)據(jù)進行編碼的一個或多個FEC碼，以基于一個或多個控制信號C1根據(jù)兩個或更多FEC碼的集合生成數(shù)據(jù)信號E1-E4中的編碼數(shù)據(jù)?？刂菩盘朇1由控制電路111生成。

數(shù)據(jù)信號E1、E2、E3和E4被分別提供給電發(fā)射電路109A、109B、109C和109D的輸入。電發(fā)射電路109A-109D分別基于數(shù)據(jù)信號E1、E2、E3和E4生成電輸出數(shù)據(jù)信號Q1、Q2、Q3和Q4。輸出數(shù)據(jù)信號Q1-Q4分別表示由數(shù)據(jù)信號E1-E4所表示的相同編碼數(shù)據(jù)。輸出數(shù)據(jù)信號Q1-Q4可以是四個串行數(shù)據(jù)信號或者四個并行數(shù)據(jù)信號的集合。在圖1中示出四個數(shù)據(jù)信號E1-E4、四個發(fā)射電路109A-109D以及四個輸出數(shù)據(jù)信號Q1-Q4作為實例。在其他實施例中，EIC裸片103可以包括任何數(shù)量的發(fā)射電路109以及對應(yīng)數(shù)量的數(shù)據(jù)信號。電發(fā)射電路109和本文公開的其他電發(fā)射電路例如可以包括緩沖電路、預(yù)強調(diào)/解強調(diào)電路以及用于將電信號從一個集成電路裸片傳輸至另一個集成電路裸片的其他電路。

通過系統(tǒng)101中的四個外部導(dǎo)體將電輸出數(shù)據(jù)信號Q1、Q2、Q3和Q4分別提供給PIC裸片102中的電接收電路105A、105B、105C和105D的輸入。電接收電路105A-105D分別基于電數(shù)據(jù)信號Q1、Q2、Q3和Q4生成電數(shù)據(jù)信號R1、R2、R3和R4。電數(shù)據(jù)信號R1-R4表示分別由數(shù)據(jù)信號Q1-Q4表示的相同編碼數(shù)據(jù)。電接收電路105A-105D以及本文公開的其他電接收電路例如可以包括采樣電路，其響應(yīng)于一個或多個時鐘或控制信號對進入的電數(shù)據(jù)信號進行采樣以生成對應(yīng)的采樣電數(shù)據(jù)信號。

電數(shù)據(jù)信號R1-R4被分別提供給數(shù)據(jù)恢復(fù)(DR)電路116A-116D的輸入。DR電路116A-116D使用一種或多種數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)分別基于電數(shù)據(jù)信號R1、R2、R3和R4生成電數(shù)據(jù)信號S1、S2、S3和S4。例如，DR電路116A-116D可包括時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路、判定反饋均衡(DFE)電路、線性均衡電路、自適應(yīng)均衡電路、其他類型的均衡器、再定時電路、信號調(diào)制電路和/或用于識別和恢復(fù)所接收數(shù)據(jù)的其他電路。DR電路116A-116D可向用于對數(shù)據(jù)信號Q1-Q4進行采樣的接收電路105A-105D提供一個或多個時鐘信號或控制信號。數(shù)據(jù)信號S1-S4表示分別由數(shù)據(jù)信號R1-R4表示的相同編碼數(shù)據(jù)。如圖1所示，數(shù)據(jù)信號S1、S2、S3和S4被分別提供給光學(xué)發(fā)射器106A、106B、106C和106D的輸入。在可選實施例中，PIC裸片102不包括數(shù)據(jù)恢復(fù)(DR)電路116A-116D，并且數(shù)據(jù)信號R1、R2、R3和R4被分別直接提供給光學(xué)發(fā)射器106A、106B、106C和106D的輸入。

光學(xué)發(fā)射器106A-106D分別基于電數(shù)據(jù)信號S1、S2、S3和S4生成光學(xué)輸出數(shù)據(jù)信號O1、O2、O3和O4。光學(xué)數(shù)據(jù)信號O1-O4表示分別由數(shù)據(jù)信號S1-S4表示的相同編碼數(shù)據(jù)。光學(xué)發(fā)射器106A-106D例如可以包括發(fā)光二極管(LED)或激光二極管。光學(xué)發(fā)射器106A-106D通過一個或多個光學(xué)網(wǎng)絡(luò)向系統(tǒng)101外的一個或多個外部設(shè)備發(fā)射光學(xué)數(shù)據(jù)信號Q1-Q4。通過一個或多個光學(xué)網(wǎng)絡(luò)，從系統(tǒng)101外的一個或多個外部設(shè)備提供光學(xué)數(shù)據(jù)信號O5、O6、O7和O8給系統(tǒng)101。

在示例性實施例中，由編碼電路112選擇的前向糾錯(FEC)碼可以被傳輸至接收光學(xué)信號O1-O4的一個或多個外部設(shè)備。接收信號O1-O4的一個或多個外部設(shè)備使用接收到的一個或多個FEC碼來對信號O1-O4進行解碼。發(fā)射信號O5-O8的一個或多個外部設(shè)備可以使用接收到的一個或多個FEC碼來對信號O5-O8進行編碼。一個或多個FEC碼可以通過任何類型的信令(例如，數(shù)據(jù)包內(nèi)的報頭中的字段)從EIC裸片103傳輸至一個或多個外部設(shè)備。

通過一個或多個光學(xué)網(wǎng)絡(luò)從系統(tǒng)101外的一個或多個外部設(shè)備分別向光學(xué)接收器107A、107B、107C和107D的輸入提供光學(xué)數(shù)據(jù)信號O5、O6、O7和O8。光學(xué)數(shù)據(jù)信號O5-O8表示編碼數(shù)據(jù)。光學(xué)接收器107A-107D例如可以是光電檢測電路，諸如光電二極管(例如，雪崩光電二極管(APD)、PIN光電二極管等)。光學(xué)接收器107A-107D分別基于光學(xué)數(shù)據(jù)信號O5、O6、O7和O8生成電數(shù)據(jù)信號S5、S6、S7和S8。電數(shù)據(jù)信號S5-S8表示分別由光學(xué)數(shù)據(jù)信號O5-O8表示的相同編碼數(shù)據(jù)。

電數(shù)據(jù)信號S5-S8被分別提供給數(shù)據(jù)恢復(fù)(DR)電路117A-117D的輸入。使用一種或多種數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)，DR電路117A-117D分別基于電數(shù)據(jù)信號S5、S6、S7和S8生成電數(shù)據(jù)信號R5、R6、R7和R8。例如，DR電路117A-117D可包括采樣電路、時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路、判定反饋均衡(DFE)電路、線性均衡電路、自適應(yīng)均衡電路、其他類型的均衡器、再定時電路、信號調(diào)制電路和/或用于識別和恢復(fù)所接收數(shù)據(jù)的其他電路。數(shù)據(jù)信號R5-R8表示分別由數(shù)據(jù)信號S5-S8表示的相同編碼數(shù)據(jù)。

使用一種或多種數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)，DR電路117A-117D還分別基于電數(shù)據(jù)信號S5、S6、S7和S8生成電數(shù)據(jù)信號L1、L2、L3和L4。數(shù)據(jù)信號L1-L4表示分別由數(shù)據(jù)信號S5-S8表示的相同編碼數(shù)據(jù)。在一個實施例中，信號L1-L4分別是信號R5-R8。在另一實施例中，信號L1-L4分別是信號S5-S8。在其他實施例中，信號L1-L4分別是DR電路117A-117D生成信號S5-S8與生成信號R5-R8之間的中間信號。信號L1-L4被提供給線路質(zhì)量監(jiān)控電路104的輸入。

數(shù)據(jù)信號R5-R8被分別提供給電發(fā)射電路108A-108D的輸入。電發(fā)射電路108A-108D分別基于電數(shù)據(jù)信號R5、R6、R7和R8生成電輸出數(shù)據(jù)信號Q5、Q6、Q7和Q8。輸出數(shù)據(jù)信號Q5-Q8表示分別由數(shù)據(jù)信號R5-R8表示的相同編碼數(shù)據(jù)。電發(fā)射電路108A-108D以及本文公開的其他電發(fā)射電路例如可以包括緩沖電路、預(yù)強調(diào)/解強調(diào)電路以及用于將電信號從一個集成電路裸片傳輸至另一個集成電路裸片的其他電路。盡管在圖1中示出了4個接收電路105、4個發(fā)射器106、4個接收器107和4個發(fā)射電路108，但在其他實施例中，PIC裸片102可以具有任何數(shù)量的用于接收和發(fā)射對應(yīng)數(shù)量的數(shù)據(jù)信號的接收電路和發(fā)射電路。

通過系統(tǒng)101中的四個外部導(dǎo)體分別將電輸出數(shù)據(jù)信號Q5、Q6、Q7和Q8提供給電接收電路110A、110B、110C和110D的輸入。電接收電路110A、110B、110C和110D分別基于電數(shù)據(jù)信號Q5、Q6、Q7和Q8生成電數(shù)據(jù)信號E5、E6、E7和E8。電數(shù)據(jù)信號E5-E8表示分別由數(shù)據(jù)信號Q5-Q8表示的相同編碼數(shù)據(jù)。電接收電路110A-110D例如可以包括采樣電路，該采樣電路響應(yīng)于一個或多個時鐘或控制信號對進入的電數(shù)據(jù)信號進行采樣以分別生成對應(yīng)的采樣的電數(shù)據(jù)信號E5-E8。電接收電路110A-110D還可以包括時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路、判定反饋均衡(DFE)電路、線性均衡電路、自適應(yīng)均衡電路、其他類型的均衡器、再定時電路、信號調(diào)制電路和/或用于識別和恢復(fù)所接收數(shù)據(jù)的其他電路。盡管在圖1中示出了4個接收電路110，但在其他實施例中，EIC裸片103可以具有任何數(shù)量的接收電路來用于接收對應(yīng)數(shù)量的數(shù)據(jù)信號。

電數(shù)據(jù)信號E5-E8被提供給解碼電路113的輸入。使用一個或多個選擇的前向糾錯(FEC)碼，解碼電路113對由數(shù)據(jù)信號E5-E8表示的編碼數(shù)據(jù)執(zhí)行前向糾錯(FEC)解碼，以在數(shù)據(jù)信號DIN中生成解碼數(shù)據(jù)。使用從兩個、三個或更多FEC碼的集合中選擇的一個或多個FEC碼，解碼電路113對由數(shù)據(jù)信號E5-E8表示的編碼數(shù)據(jù)進行解碼以生成由數(shù)據(jù)信號DIN表示的解碼數(shù)據(jù)。解碼電路113使用的兩個、三個或更多FEC碼可以是與編碼電路112使用的FEC碼相同的集合。解碼電路113例如可以使用硬判定解碼算法或軟判定解碼算法。

在一個實施例中，使用與當(dāng)前被編碼電路112用來生成信號E1-E4中的編碼數(shù)據(jù)相同的一個或多個FEC碼，解碼電路113對由數(shù)據(jù)信號E5-E8表示的編碼數(shù)據(jù)進行解碼以生成數(shù)據(jù)信號DIN中的解碼數(shù)據(jù)。在使用不對稱光學(xué)鏈路的另一實施例中，解碼電路113可以使用與當(dāng)前被編碼電路112用于生成信號E1-E4中的編碼數(shù)據(jù)的FEC碼不同的FEC碼來解碼由數(shù)據(jù)信號E5-E8表示的編碼數(shù)據(jù)以生成數(shù)據(jù)信號DIN中的解碼數(shù)據(jù)。在該實施例中，被解碼電路113使用的FEC碼例如可以從PIC裸片102或從外部設(shè)備傳輸至EIC裸片103。

解碼電路113基于一個或多個控制信號C2從兩個、三個或更多FEC碼的集合中選擇一個或多個FEC碼，用于解碼由數(shù)據(jù)信號E5-E8表示的編碼數(shù)據(jù)以生成數(shù)據(jù)信號DIN中的解碼數(shù)據(jù)?？刂菩盘朇2由控制電路111生成?？刂齐娐?11可使編碼電路112和解碼電路113使用相同和不同的FEC碼來分別進行編碼和解碼。數(shù)據(jù)信號DIN被提供給EIC裸片103中的在圖1中未示出的其他電路(例如，PLD中的可編程邏輯電路)。

線路質(zhì)量監(jiān)控(LQM)電路104針對由數(shù)據(jù)信號L1-L4中的一個、其中的子集或所有信號表示的數(shù)據(jù)確定可能比特誤碼率(BER)。在一些實施例中，LQM電路104包括眼監(jiān)控電路。眼監(jiān)控電路例如可以是眼圖或眼查看器。眼監(jiān)控電路104例如可以包括內(nèi)置眼示波器。

作為示例，圖1的LQM電路104中的眼監(jiān)控電路可以具有參照共同受讓的美國專利8,111,784(其內(nèi)容結(jié)合于此作為參考)的圖4公開的眼監(jiān)控電路100的架構(gòu)。作為另一實例，這里示出的圖1的LQM電路104中的眼監(jiān)控電路可以具有在共同受讓的美國專利8,451,883(其內(nèi)容結(jié)合于此作為參考)中公開的眼查看電路14或眼查看電路42的架構(gòu)。作為又一實例，這里示出的圖1的LQM電路104中的眼監(jiān)控電路可以具有在共同受讓的美國專利8,433,958(其內(nèi)容結(jié)合于此作為參考)中公開的眼查看器130的架構(gòu)。作為再一實例，這里示出的圖1的LQM電路104中的眼監(jiān)控電路可以具有在共同受讓的美國專利8,744,012(其內(nèi)容結(jié)合于此作為參考)中公開的眼查看電路14、眼查看電路42或眼查看電路148的架構(gòu)。

LQM電路104中的眼監(jiān)控電路監(jiān)控信號L1-L4以確定信號L1-L4的品質(zhì)因數(shù)(FOM)。FOM可以是預(yù)測性和/或預(yù)防性的。例如，LQM電路104中的眼監(jiān)控電路可以使用眼示波器確定信號L1-L4中的一個或多個的眼的尺寸，諸如信號L1-L4的眼高(EH)和/或眼寬(EW)。作為其他實例，LQM電路104中的眼監(jiān)控電路可以使用眼示波器確定信號L1-L4中的隨機抖動(RJ)、確定性抖動(DJ)和/或邊界不相關(guān)抖動(BUJ)。信號L1-L4的EH、EW、RJ、DJ和BUJ是品質(zhì)因數(shù)的實例。LQM電路104中的眼監(jiān)控電路可以確定信號L1-L4的EH、EW、RJ、DJ、BUJ和/或其他品質(zhì)因數(shù)中的一個、它們的子集或者所有。

在可選實施例中，LQM電路104監(jiān)控PIC裸片102中的發(fā)射電路108A-108D的輸出信號。在又一可選實施例中，LQM電路103在EIC裸片103中，并監(jiān)控接收電路110A-110D的輸出信號。

EH、EW、RJ、DJ和BUJ表示通過連接至包括電路107-108和117的圖1的電路107A-107D的通道/介質(zhì)提供的數(shù)據(jù)信號的通道/介質(zhì)特性。通過連接至圖1的電路107A-107D的這些通道提供的數(shù)據(jù)信號的通道/介質(zhì)特性還可以通過其他品質(zhì)因數(shù)來表示。線路質(zhì)量監(jiān)控電路104使用品質(zhì)因數(shù)(例如，信號L1-L4的EH、EW、RJ、DJ和BUJ中的一個、子集或所有)來確定數(shù)據(jù)信號L1-L4的線路質(zhì)量。由線路質(zhì)量監(jiān)控電路104確定的數(shù)據(jù)信號的線路質(zhì)量可以包括信號L1-L4中可能比特誤碼率(BER)。線路質(zhì)量監(jiān)控電路104可以基于信號L1-L4的EH、EW、RJ、DJ、BUJ和/或其他品質(zhì)因數(shù)來確定BER。

線路質(zhì)量監(jiān)控(LQM)電路104生成表示基于由眼監(jiān)控電路生成的品質(zhì)因數(shù)確定的數(shù)據(jù)信號L1-L4的線路質(zhì)量的一個或多個線路質(zhì)量控制信號LQC。信號LQC例如可以表示信號L1-L4的BER和/或包括由眼監(jiān)控電路104確定的信號L1-L4的EH、EW、RJ、DJ和/或BUJ的品質(zhì)因數(shù)中的一個或多個。例如，LQC可以是串行數(shù)字信號、多個串行數(shù)字信號、多個并行數(shù)字信號或者一個或多個模擬信號。LQC被提供給控制電路111。

根據(jù)另一可選實施例，線路質(zhì)量監(jiān)控(LQM)電路104在EIC裸片103中而非PIC裸片102中。在該實施例中，信號L1-L4從PIC裸片102傳輸至EIC裸片103到達(dá)LQM電路104的輸入。LQM電路104基于本文描述的信號L1-L4生成線路質(zhì)量控制信號LQC。在該實施例中，通過EIC裸片103中的導(dǎo)體向控制電路111提供信號LQC。

在示例性實施例中，控制電路111可以包括有限狀態(tài)機，其執(zhí)行本文關(guān)于控制電路111描述的功能。控制電路111例如可以是處理器電路或者處理器電路的一部分。

控制電路111和線路質(zhì)量監(jiān)控(LQM)電路104通過檢查由線路質(zhì)量控制信號LQC表示的線路質(zhì)量來選擇編碼電路112和解碼電路113使用的前向糾錯(FEC)碼?？刂齐娐?11基于由LQM電路104生成的線路質(zhì)量控制信號LQC生成控制信號C1和C2?？刂齐娐?11基于由信號LQC表示的線路質(zhì)量生成用于控制信號C1和C2的值，其中，分別使編碼電路112和解碼電路113選擇生成用于數(shù)據(jù)信號L1-L4的期望通道特性的FEC碼。使用線路質(zhì)量來選擇FEC碼可以實現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)中較少的誤差。

作為實例，如果信號LQC表示信號L1-L4中的一個或多個的比特誤碼率(BER)增加到閾值之上，則控制電路111可以調(diào)整信號C1和C2的值以使得編碼電路112和解碼電路113選擇不同且較強的FEC碼用于分別執(zhí)行信號E1-E4的編碼和信號E5-E8的解碼。與較弱的糾錯碼相比，較強的FEC碼可以是在給定量的數(shù)據(jù)中檢測和校正更大百分比的比特誤差的糾錯碼。較強的糾錯碼減小了數(shù)據(jù)信號O1-O8中的BER，但是會增加邏輯元件(LE)使用、增加功耗并增加系統(tǒng)101中的時延。

作為另一實例，如果信號LQC表示信號L1-L4中的一個或多個的比特誤碼率(BER)降低到閾值之下，則控制電路111可以調(diào)整信號C1和C2的值以使編碼電路112和解碼電路113選擇不同且較弱的FEC碼，分別用于執(zhí)行信號E1-E4的編碼和信號E5-E8的解碼。與較強的糾錯碼相比，較弱的FEC碼可以是在給定量的數(shù)據(jù)中檢測和校正較小百分比的比特誤差的糾錯碼。較弱的糾錯碼增加了數(shù)據(jù)信號O1-O8中的BER，但是使用較少的邏輯元件(LE)、較少的功耗以及在系統(tǒng)101中具有減少的時延。

在一些實施例中，編碼電路112可以包含多個編碼器。作為實例，編碼電路112可以針對四個通道109A-109D中的每一個具有不同的編碼器(總共四個編碼器)，并且四個編碼器中的每一個都可以生成不同信號E1、E2、E3和E4中的編碼數(shù)據(jù)。作為特定實例，如果由信號E1-E4表示的編碼數(shù)據(jù)通過100每秒吉比特(Gbs)的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)(即，100G以太網(wǎng))傳輸時，編碼電路112中的4個編碼器可生成信號E1-E4中的編碼數(shù)據(jù)，使得4個編碼器中的每一個都以25Gbs的速率生成對應(yīng)信號E1-E4中的編碼數(shù)據(jù)。在這些實施例中，解碼電路113可以包含多個解碼器。例如，解碼電路113可以針對通道110A-110D中的每一個具有不同的解碼器(總共四個解碼器)，并且四個解碼器中的每一個都可以解碼由不同的信號E5、E6、E7和E8表示的編碼數(shù)據(jù)。作為特定實例，如果由信號E5-E8表示的編碼數(shù)據(jù)通過100G以太網(wǎng)傳輸時，解碼電路113中的四個解碼器可以解碼信號E5-E8中的編碼數(shù)據(jù)，使得四個解碼器中的每一個都以25Gbs的速率生成DIN中的解碼數(shù)據(jù)。在其他實施例中，根據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)率以及通道和信號的數(shù)量，電路112中的編碼器和電路113中的解碼器可以分別以50Gbs、100Gbs、200Gbs、400Gbs(即，400G以太網(wǎng))等的速率生成編碼數(shù)據(jù)或?qū)幋a數(shù)據(jù)進行解碼。

在另一實施例中，編碼電路112具有被四個通道共享并且編碼由數(shù)據(jù)信號E1-E4表示的數(shù)據(jù)的較快編碼器。在該實施例中，解碼電路113可具有被所有四個通道共享并且解碼由數(shù)據(jù)信號E5-E8表示的編碼數(shù)據(jù)的較快解碼器。例如，如果由信號E1-E4表示的編碼數(shù)據(jù)通過第一100G以太網(wǎng)傳輸并且由信號E5-E8表示的編碼數(shù)據(jù)通過第二100G以太網(wǎng)傳輸，則電路112中的一個編碼器針對所有四個25Gbs信號E1-E4生成編碼數(shù)據(jù)，并且電路113中的一個解碼器解碼所有四個35Gbs信號E5-E8中的編碼數(shù)據(jù)。作為另一實例，如果由信號E1-E4表示的編碼數(shù)據(jù)通過第一400G以太網(wǎng)傳輸并且由信號E5-E8表示的編碼數(shù)據(jù)通過第二400G以太網(wǎng)傳輸，則電路112中的一個編碼器針對所有四個100Gbs信號E1-E4生成編碼數(shù)據(jù)并且電路113中的一個解碼器解碼所有四個100Gbs信號E5-E8中的編碼數(shù)據(jù)。

在又一實施例中，編碼電路112具有被四個通道共享并且組合編碼由數(shù)據(jù)信號E1-E4表示的數(shù)據(jù)的多個較快編碼器。在該實施例中，解碼電路113可以具有被所有四個通道共享并且組合解碼由數(shù)據(jù)信號E5-E8表示的編碼數(shù)據(jù)的多個較快解碼器。

在一個實施例中，EIC裸片103是可編程邏輯器件，并且電路112-113在EIC裸片103的硬輸入/輸出環(huán)中。在該實施例中，電路112-113在EIC裸片103的硬輸入/輸出環(huán)與可編程邏輯核心電路之間交換數(shù)據(jù)。因此，從可編程邏輯核心電路接收數(shù)據(jù)信號DOUT，并且數(shù)據(jù)信號DIN被提供給可編程邏輯核心電路。

在一個實施例中，控制電路111還可以包含比特誤碼率(BER)計數(shù)電路，其基于信號C3中從解碼電路113接收的誤差信息確定BER以驗證FEC碼選擇在信號E5-E8中實現(xiàn)了期望的BER。BER計數(shù)電路可以對由誤差信息表示的誤差的數(shù)量進行計數(shù)以確定BER。如果計數(shù)電路指示FEC碼選擇未能實現(xiàn)小于最大期望BER，則控制電路111可以為編碼電路112和解碼電路113選擇新FEC碼來降低BER。如果計數(shù)電路指示BER小于最小BER閾值，則控制電路111可以為編碼電路112和解碼電路113選擇較弱FEC碼以降低功耗和時延。因此，控制電路111可以使用計數(shù)電路來確定信號E5-E8中的BER是否在期望的BER范圍內(nèi)。在控制電路111基于來自電路104的信號LQC中的線路質(zhì)量信息選擇FEC碼之后，BER計數(shù)電路例如可以基于誤差信息確定BER。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的光學(xué)/電子系統(tǒng)201的第二實例。圖2的光學(xué)/電子系統(tǒng)201包括光子集成電路(PIC)裸片202和電集成電路(EIC)裸片103。系統(tǒng)201例如可以包括容納PIC裸片202和EIC裸片103二者的封裝體。PIC裸片202包括線路質(zhì)量監(jiān)控電路204、電接收電路105A-105D、光學(xué)發(fā)射器106A-106D、光學(xué)接收器107A-107D、電發(fā)射電路108A-108D、數(shù)據(jù)恢復(fù)電路117A-117D(DR5-DR8)、FEC編碼電路220A-220D以及FEC解碼電路221A-221D。圖2的EIC裸片103包括與圖1所示相同的部件。PIC裸片202和EIC裸片103中的每一個都包括圖2中未示出以簡化附圖的其他電路。

在圖2的實施例中，PIC裸片202包括FEC編碼電路220A-220D(EN1-EN4)以及FEC解碼電路221A-221D(DC1-DC4)。在一個實施例中，F(xiàn)EC編碼電路220A-220D和FEC解碼電路221A-221D可以通過PIC裸片202中的不可編程電路來實施。FEC編碼電路220A-220D和FEC解碼電路221A-221D向通過光學(xué)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)添加附加的前向糾錯(FEC)。向傳輸數(shù)據(jù)添加附加的前向糾錯(FEC)可以允許增加光學(xué)信號O1-O8的比特率。由電路220A-220D和221A-221D提供的附加前向糾錯(FEC)在第一實例中對于EIC裸片103是透明的。PIC裸片202中使用的前向糾錯(FEC)碼可以不同于EIC裸片103中使用的FEC碼。例如，在PIC裸片202中執(zhí)行的FEC碼可以比EIC裸片103中執(zhí)行的FEC碼更弱或更強。

在一些實施例中，編碼電路220A-220D和解碼電路221A-221D可以使用與編碼電路112和解碼電路113使用的一個或多個FEC算法不同且與其無關(guān)的一個或多個FEC算法。在另一實施例中，系統(tǒng)201可以使用作為內(nèi)部組成碼和外部組成碼的組合的復(fù)合FEC碼向通過光學(xué)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)提供FEC。作為實例，編碼電路112可以使用外部組成碼提供FEC編碼，并且解碼電路220A-220D可以使用內(nèi)部組成碼提供FEC編碼。在該實例中，解碼電路221A-221D可以使用內(nèi)部組成碼提供FEC解碼，并且解碼電路113可以使用外部組成碼提供FEC解碼。

在另一實施例中，由編碼電路112和220A-220D用于編碼的FEC碼可以組合到多維FEC碼中，諸如乘積碼。在該實施例中，解碼電路113和221A-221D使用多維FEC碼用于解碼所接收的編碼數(shù)據(jù)。利用多維FEC碼或多維調(diào)制(諸如高階正交幅度調(diào)制(例如，PAM4、PAM8、QAM4、QAM8))，編碼電路112例如可以使用第一FEC碼來編碼較高階的比特，編碼電路220A-220D可以使用不同的第二FEC碼來編碼較低階的比特，解碼電路221A-221D可以使用第二FEC碼解碼較低階的比特，以及解碼電路113可以使用第一FEC碼解碼較高階的比特。

如參照圖1所描述的，編碼電路112編碼信號DOUT中的數(shù)據(jù)以生成編碼輸出數(shù)據(jù)信號E1-E4和Q1-Q4。如圖2所示，分別從PIC裸片202中的發(fā)射電路109A-109D將編碼數(shù)據(jù)信號Q1-Q4提供給電接收電路105A-105D的輸入。在圖2的實施例中，電接收電路105A-105D分別基于電數(shù)據(jù)信號Q1、Q2、Q3和Q4生成電數(shù)據(jù)信號T1、T2、T3和T4。電數(shù)據(jù)信號T1-T4表示分別由數(shù)據(jù)信號Q1-Q4表示的相同編碼數(shù)據(jù)。

FEC編碼電路220A-220D分別接收來自電接收電路105A-105D的電數(shù)據(jù)信號T1-T4。FEC編碼電路220A-220D使用前向糾錯(FEC)碼來編碼由數(shù)據(jù)信號T1-T4表示的編碼數(shù)據(jù)，以生成分別由四個數(shù)據(jù)信號R1、R2、R3和R4表示的編碼數(shù)據(jù)。因此，F(xiàn)EC編碼電路220A-220D在由編碼電路112提供的糾錯編碼的頂部上向編碼數(shù)據(jù)提供另一層的糾錯編碼。FEC編碼電路220A-220D可以使用任何適當(dāng)?shù)那跋蚣m錯碼，諸如里德-所羅門(RS)碼、博斯和雷-查德胡里(BCH)碼、漢明碼、卷積碼、Turbo碼、低密度奇偶校驗(LDPC)碼、重復(fù)累加碼、乘積碼等。信號R1-R4被分別提供給光學(xué)發(fā)射電路106A-106D的輸入。光學(xué)發(fā)射器106A-106D分別基于電數(shù)據(jù)信號R1-R4生成光學(xué)輸出數(shù)據(jù)信號O1-O4。光學(xué)數(shù)據(jù)信號O1-O4表示分別由數(shù)據(jù)信號R1-R4表示的相同編碼數(shù)據(jù)。在圖2的實施例中，PIC裸片202在發(fā)射通道中不包括數(shù)據(jù)恢復(fù)電路。

在系統(tǒng)201中，電路107A-107D和117A-117D如本文參照圖1所述那樣起作用。在圖2的實施例中，F(xiàn)EC解碼電路221A-221D分別接收來自電路117A-117D的電數(shù)據(jù)信號R5-R8。FEC解碼電路221A-221D使用前向糾錯碼來解碼由數(shù)據(jù)信號R5-R8表示的編碼數(shù)據(jù)以分別生成由四個數(shù)據(jù)信號T5、T6、T7和T8表示的部分解碼數(shù)據(jù)。FEC解碼電路221A-221D使用的前向糾錯碼可以與FEC編碼電路220A-220D使用的前向糾錯碼相同。信號T5-T8被提供給發(fā)射電路108A-108D的輸入。

電發(fā)射電路108A-108D分別基于電數(shù)據(jù)信號T5、T6、T7和T8生成電輸出數(shù)據(jù)信號Q5、Q6、Q7和Q8。數(shù)據(jù)信號Q5-Q8表示分別由數(shù)據(jù)信號T5-T8表示的相同編碼數(shù)據(jù)。如參照圖1所述，信號Q5-Q8被分別提供給電接收電路110A-110D的輸入。如參照圖1所述，解碼電路113解碼由信號E5-E8表示的編碼數(shù)據(jù)以生成解碼數(shù)據(jù)信號DIN。

如參照圖1所述，線路質(zhì)量監(jiān)控(LQM)電路204執(zhí)行LQM電路104的功能。LQM電路204中的眼監(jiān)控電路例如可以包括眼示波器。在示例性實施例中，LQM電路204還基于信號L1-L4的線路質(zhì)量生成糾錯控制(ECC)信號。控制信號ECC通過導(dǎo)體被提供給每個FEC編碼電路220A-220D和每個FEC解碼電路221A-221D的控制輸入。在該實施例中，基于控制信號ECC的值選擇由FEC編碼電路220A-220D和FEC解碼電路221A-221D分別用于執(zhí)行信號T1-T4和Q5-Q8的糾錯編碼和解碼的前向糾錯(FEC)碼。LQM電路204基于信號L1-L4的通過品質(zhì)因數(shù)表示的線路質(zhì)量(諸如EW、EH、RJ、DJ和/或BUJ)使用信號ECC選擇FEC碼。因此，在該實施例中，LQM電路204基于信號L1-L4的線路質(zhì)量的變化改變由FEC編碼電路220A-220D和FEC解碼電路221A-221D使用的FEC碼。

圖2示出了每個通道一個編碼電路220和一個解碼電路221。在可選實施例中，可以存在較少數(shù)量的較快編碼電路和/或解碼電路，它們均編碼或解碼通過多個通道提供的數(shù)據(jù)。例如，PIC裸片202可以具有用于信號T1-T4的較快編碼電路和用于信號Q5-Q8的較快解碼電路。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的光學(xué)/電子系統(tǒng)301的第三實例。圖3的光學(xué)/電子系統(tǒng)301包括PIC裸片102和電集成電路(EIC)裸片303。系統(tǒng)301例如可以包括容納PIC裸片102和EIC裸片303二者的封裝體。EIC裸片303包括電發(fā)射電路109A-109D、電接收電路110A-110D、控制電路311、選擇電路312、選擇電路313、編碼電路320(其包括部件FEC編碼電路321-323)以及解碼電路330(其包括部件FEC解碼電路331-333)。EIC裸片303包括其他電路，在圖3中未示出以簡化附圖。在可選實施例中，系統(tǒng)301包括具有嵌入式FEC編碼和解碼電路的PIC裸片202來代替PIC裸片102。

EIC裸片303是可編程邏輯集成電路，其包括可編程邏輯電路的區(qū)域350。區(qū)域350包括實施編碼電路320和解碼電路330的可編程邏輯電路。包括編碼電路320和解碼電路330的區(qū)域350中的可編程邏輯電路是完全和/或部分可配置的。

FEC編碼電路321-323能夠使用三個不同的FEC碼執(zhí)行前向糾錯(FEC)編碼。FEC編碼電路321-323可以分別使用第一、第二和第三FEC碼執(zhí)行FEC編碼。FEC解碼電路331-333能夠使用三個不同的FEC碼執(zhí)行FEC解碼。FE解碼電路331-33可以分別使用第一、第二和第三FEC碼執(zhí)行FEC解碼。

在系統(tǒng)301中，從LQM電路104將線路質(zhì)量控制信號LQC提供給控制電路311的輸入?？刂齐娐?11基于由信號LQC表示的線路質(zhì)量生成編碼器控制信號ENCS和解碼器控制信號DCCS?？刂菩盘朎NCS被提供給FEC編碼電路321-323的控制輸入?？刂菩盘朎NCS確定三個FEC編碼電路321-323中的哪一個能夠編碼數(shù)據(jù)。三個FEC編碼電路321-323中只有一個在任何一個時間能夠基于信號ENCS的值使用對應(yīng)的第一、第二或第三FEC碼生成編碼數(shù)據(jù)。在對應(yīng)的數(shù)據(jù)信號D1、D2或D3中提供由啟用的FEC編碼電路321、322或323生成的編碼數(shù)據(jù)。生成的數(shù)據(jù)信號D1、D2或D3可以包括一個或多個信號。

生成的數(shù)據(jù)信號D1、D2或D3被提供給選擇電路312的輸入。控制電路311還生成提供給選擇電路312的選擇輸入的選擇信號Z1。選擇電路312基于信號Z1的值選擇分別由啟用的FEC編碼電路321、322或323生成的數(shù)據(jù)信號D1、D2或D3?？刂齐娐?11為信號ENCS和Z1生成值，這使得選擇電路312選擇分別由啟用的FEC編碼電路321、322或323生成的數(shù)據(jù)信號D1、D2或D3。選擇電路312將由選擇的數(shù)據(jù)信號D1、D2或D3表示的編碼數(shù)據(jù)提供給發(fā)射電路109A-109D分別作為信號E1-E4。在系統(tǒng)301中，電路109A-109D、電路110A-110D和PIC裸片102如本文參照圖1所述那樣起作用。信號E1-E4可以是并行或串行信號。

在系統(tǒng)301中，從接收電路110A-110D向選擇電路313的輸入提供數(shù)據(jù)信號E5-E8?？刂齐娐?11還生成提供給選擇電路313的選擇輸入的選擇信號Z2。選擇電路313將由數(shù)據(jù)信號E5-E8表示的編碼數(shù)據(jù)提供給數(shù)據(jù)信號D4、D5或D6。信號Z2的值確定選擇電路313是否將由數(shù)據(jù)信號E5-E8表示的編碼數(shù)據(jù)提供給數(shù)據(jù)信號D4、數(shù)據(jù)信號D5或數(shù)據(jù)信號D6。所選擇的數(shù)據(jù)信號D4、D5或D6可以是一比特或多比特信號。

控制信號DCCS被提供給FEC解碼電路331-333的控制輸入?？刂菩盘朌CCS確定三個FEC解碼電路331-333中的哪一個被啟用來解碼編碼數(shù)據(jù)。三個FEC解碼電路331-333中只有一個在任何一個時間基于信號DCCS的值被啟用來使用對應(yīng)的第一、第二或第三FEC碼解碼從選擇電路313接收的編碼數(shù)據(jù)。在一個實施例中，控制電路311啟用FEC解碼電路331-333，F(xiàn)EC解碼電路331-333使用與當(dāng)前識別的FEC編碼電路321-323相同的FEC碼。啟用的FEC解碼電路331、332或333解碼在對應(yīng)的數(shù)據(jù)信號D4、D5或D6中接收的編碼數(shù)據(jù)。在對應(yīng)的數(shù)據(jù)信號D4、D5或D6中，控制電路311生成用于信號DCCS和Z2的值，這使得選擇電路313將來自信號E5-E8的編碼數(shù)據(jù)提供給啟用的FEC解碼電路331、332或333。

響應(yīng)于由信號LQC表示的信號L1-L4的線路質(zhì)量的變化，控制電路311可以調(diào)整信號ENCS和DCCS的值以使得FEC編碼電路321-323和FEC解碼電路331-333分別使用不同的FEC碼生成編碼數(shù)據(jù)和解碼數(shù)據(jù)，以生成用于信號L1-L4的期望線路質(zhì)量和通道特性。作為實例，如果FEC編碼電路321和FEC解碼電路331使用第一較弱FEC碼，并且FEC編碼電路322和FEC解碼電路332使用第二較強FEC碼，則控制電路311可以響應(yīng)于由信號LQC表示的信號L1-L4的BER的增加來禁用電路321和331且啟用電路322和332，從而將BER降至期望的值或范圍。控制電路311還響應(yīng)于由信號LQC表示的信號L1-L4的線路質(zhì)量的變化調(diào)整信號Z1-Z2以使得選擇電路312和313分別提供來自/去向新啟用的編碼器和解碼器的編碼數(shù)據(jù)。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的光學(xué)/電子系統(tǒng)401的第四實例。圖4的光學(xué)/電子系統(tǒng)401包括PIC裸片102和電集成電路(EIC)裸片403。系統(tǒng)401例如可以包括容納PIC裸片102和EIC裸片403二者的封裝體。EIC裸片403包括電發(fā)射電路109A-109D、電接收電路110A-110D、控制電路411、電發(fā)射電路451-452和461-462、電接收電路453-455和463-464以及接口電路430和440。EIC裸片403包括其他電路，在圖4中未示出以簡化附圖。例如，EIC裸片403還可以具有與接口電路430和440類似的附加接口電路。這些接口電路430、440等可以與電路109A-109D和電路110A-110D通信。

接口電路430包括物理介質(zhì)附接(PAM)子層電路431、FEC編碼電路432、FEC解碼電路433和物理編碼子層(PCS)電路434。接口電路440包括物理介質(zhì)附接(PMA)子層電路441、FEC編碼電路442、FEC解碼電路443和物理編碼子層(PCS)電路444。PMA子層電路431和441執(zhí)行由以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的物理層的物理介質(zhì)附接(PMA)子層要求的功能。PCS電路434和444執(zhí)行由以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的物理層的物理編碼子層(PCS)要求的功能。發(fā)射電路109A-109D和接收電路110A-110D如本文參照EIC裸片103或EIC裸片303描述那樣起作用。在一些實施例中，EIC裸片403包括參照圖1的EIC裸片103或圖3的EIC裸片303公開的用于編碼信號E1-E4并解碼信號E5-E8的電路。

從EIC裸片403的圖4未示出的電路向PCS電路434提供并行數(shù)據(jù)信號A1。在一個實施例中，基于由信號E5-E8表示的編碼數(shù)據(jù)的子集生成并行數(shù)據(jù)信號A1。PCS電路434對由信號A1表示的數(shù)據(jù)或編碼數(shù)據(jù)執(zhí)行PCS功能，以在并行數(shù)據(jù)信號A2中生成編碼數(shù)據(jù)。編碼電路432使用FEC碼來編碼由信號A2表示的編碼數(shù)據(jù)以生成由并行信號A3表示的編碼數(shù)據(jù)。PMA電路431對由信號A3表示的編碼數(shù)據(jù)執(zhí)行PMA子層功能，以在串行信號A4-A5中生成編碼數(shù)據(jù)。發(fā)射電路451-452分別基于數(shù)據(jù)信號A4-A5生成串行數(shù)據(jù)信號A6-A7。數(shù)據(jù)信號A6-A7被傳輸?shù)紼IC裸片403外。數(shù)據(jù)信號A6-A7表示分別由信號A4-A5表示的相同編碼數(shù)據(jù)。

串行數(shù)據(jù)信號B1-B2分別從EIC裸片403外傳輸至接收電路453-454。接收電路453-454分別基于數(shù)據(jù)信號B1-B2生成數(shù)據(jù)信號B3-B4。數(shù)據(jù)信號B3-B4表示分別由信號B1-B2表示的相同編碼數(shù)據(jù)。PMA電路431對由信號B3-B4表示的編碼數(shù)據(jù)執(zhí)行PMA子層功能以在并行數(shù)據(jù)信號B5中生成編碼數(shù)據(jù)。解碼電路433使用與編碼電路432相同的FEC碼解碼由數(shù)據(jù)信號B5表示的編碼數(shù)據(jù)，以在并行數(shù)據(jù)信號B6中生成解碼數(shù)據(jù)。PCS電路434對由數(shù)據(jù)信號B6表示的解碼數(shù)據(jù)執(zhí)行PCS功能以在并行數(shù)據(jù)信號B7中生成解碼數(shù)據(jù)。如圖4所示，數(shù)據(jù)信號B7被提供給EIC裸片403中的電路。在一個實施例中，基于由數(shù)據(jù)信號B7表示的數(shù)據(jù)生成信號E1-E4中的一個或多個信號。

PCS電路444、編碼電路442、PMA電路441和發(fā)射電路461-462對由并行數(shù)據(jù)信號C1表示的數(shù)據(jù)執(zhí)行相同的功能以生成數(shù)據(jù)信號C2-C7，如本文所述由接口電路430對數(shù)據(jù)信號A1-A7所執(zhí)行的。串行數(shù)據(jù)信號C6-C7被傳輸?shù)紼IC裸片403外。在一個實施例中，基于由信號E5-E8表示的數(shù)據(jù)或編碼數(shù)據(jù)的子集生成并行數(shù)據(jù)信號C1。

串行數(shù)據(jù)信號D1-D2分別從EIC裸片403外傳輸至接收電路463-464。接收電路463-464、PMA電路441、解碼電路443和PCS電路444對由串行信號D1-D2表示的數(shù)據(jù)執(zhí)行相同功能以生成數(shù)據(jù)信號D3-D7，如本文所述由接口電路430對數(shù)據(jù)信號B1-B7所執(zhí)行的。在一個實施例中，基于由數(shù)據(jù)信號D7表示的數(shù)據(jù)生成信號E1-E4中的一個或多個信號。

在一些實施例中，PIC裸片102使用與接口電路430和444與一個或多個外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)所用的數(shù)據(jù)通信協(xié)議不同的數(shù)據(jù)通信協(xié)議來通過光學(xué)網(wǎng)絡(luò)與一個或多個外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)。在示例性實施例中，以每秒400吉比特的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，通過光學(xué)網(wǎng)絡(luò)在PIC裸片102與一個或多個外部設(shè)備之間交換數(shù)據(jù)，并且接口電路430和440以每秒100吉比特的速率通過電以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)總線與一個或多個外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)。在該實例中，每個電路451-454和461-464都以每秒25吉比特的數(shù)據(jù)率傳輸去向/來自EIC裸片403的數(shù)據(jù)。

控制電路411基于由線路質(zhì)量監(jiān)控電路104生成的線路質(zhì)量控制信號LQC生成編碼和解碼控制信號EDCX?？刂菩盘朎DCX中的一個或多個信號被提供給編碼電路432、解碼電路433、編碼電路442和解碼電路443中的每一個。編碼電路432和解碼電路433選擇FEC碼，用于分別基于控制信號EDCX的第一子集的值編碼和解碼由數(shù)據(jù)信號A2和B5表示的數(shù)據(jù)。編碼電路442和解碼電路443選擇FEC碼，用于基于控制信號EDCX的第二子集的值分別編碼和解碼由數(shù)據(jù)信號C2和D5表示的數(shù)據(jù)?？刂齐娐?11通過基于由信號LQC的變化表示的信號L1-L4的線路質(zhì)量的變化調(diào)整信號EDCX的對應(yīng)第一子集和第二子集，來改變電路432和433使用的FEC碼和/或電路442和443使用的FEC碼。

在可選實施例中，系統(tǒng)401中的PIC裸片102用具有嵌入式FEC編碼和解碼電路的PIC裸片202來代替。在一些情況下，由編碼電路112和解碼電路113以及由編碼電路220A-220D和解碼電路221A-221D提供的前向糾錯(FEC)不具有足夠的FEC能力來實現(xiàn)系統(tǒng)401中的期望比特誤碼率性能。在一個實施例中，接口電路430包括被設(shè)計為分裂為兩個KR4FEC碼的KP4里德-所羅門(RS)FEC碼。作為實例，編碼電路432可以被劃分為兩個獨立的編碼電路，使得兩個編碼電路中的每一個都對由信號A2表示的編碼數(shù)據(jù)的不同部分執(zhí)行糾錯編碼。

在另一實施例中，編碼電路432和解碼電路433可以使用單個KR4FEC碼執(zhí)行FEC編碼和解碼?？蛇x地，KR4FEC碼可以劃分為兩個較小FEC碼(它們具有相同的奇偶校驗比)，即從RS(544，514)到兩倍(2x)(272，257)。在共同受讓的美國專利8,977,938中公開了該技術(shù)，其內(nèi)容結(jié)合于此作為參考。例如，在PIC裸片102被系統(tǒng)401中的PIC裸片202替代的實施例中，如果KP4FEC碼被分裂為兩個KR4FEC碼，則一個KR4FEC碼可以被電接口電路430使用，并且另一個KR4FEC碼可以被PIC裸片202使用。

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的與改變由編碼電路用于生成編碼數(shù)據(jù)的前向糾錯(FEC)碼相關(guān)聯(lián)的操作的流程圖。在操作501中，編碼電路使用第一前向糾錯碼生成表示編碼數(shù)據(jù)的第一數(shù)據(jù)信號。在操作502中，線路質(zhì)量監(jiān)控電路使用監(jiān)控第二數(shù)據(jù)信號的眼監(jiān)控電路生成第二數(shù)據(jù)信號的線路質(zhì)量的指示。在操作503中，控制電路使編碼電路響應(yīng)于第二數(shù)據(jù)信號的線路質(zhì)量的指示的變化使用第二前向糾錯碼在第一數(shù)據(jù)信號中生成編碼數(shù)據(jù)。

盡管本文以特定順序描述了操作方法，但應(yīng)該理解，可以在所述操作之間執(zhí)行其他操作，所述操作可以被調(diào)整使得它們發(fā)生在不同時間，或者所述操作可以分布在系統(tǒng)中，使得在與處理相關(guān)聯(lián)的各個間隔處發(fā)生處理操作。

前面為了說明和描述的目的而呈現(xiàn)了本發(fā)明示例性實施例的描述。前面的描述不是排他性的或者將本發(fā)明限于所公開的實例。在一些情況下，可以在不使用所闡述其他特征的情況下使用本發(fā)明的特征。在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以根據(jù)上述教導(dǎo)進行許多修改、替換和變化。