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電容耦合串?dāng)_消除的制作方法

文檔序號:12828660閱讀:756來源:國知局
電容耦合串?dāng)_消除的制作方法與工藝

本申請是2010年12月29日進入中國國家階段、國家申請?zhí)枮?00980125098.0、發(fā)明名稱為“電容耦合串?dāng)_消除”的中國發(fā)明專利申請的分案申請。



背景技術(shù):

在具有多條靠近放置的通信線路的系統(tǒng)中,在所述線路中的任何一條線路上的信號發(fā)送可能在其它線路上激發(fā)陰影信號(shadowsignal),這是一種被稱為“串?dāng)_”的現(xiàn)象。串?dāng)_易于減小線路上的信號發(fā)送容限(即,在這些線路上傳輸?shù)男盘栔械目扇萑潭〞r和/或幅度誤差),并因而隨著信號發(fā)送速率的增加和幅度的縮小而變得越來越成問題,最終限制信號發(fā)送帶寬。

已經(jīng)開發(fā)了若干方法用于解決串?dāng)_;然而,這些方法在每個特定情況下可能工作或者可能不工作或者是期望的。因此仍然存在對于用以解決串?dāng)_問題的手段的需求。

本發(fā)明滿足這一需求并且還提供相關(guān)優(yōu)點。

附圖說明

圖1用于解釋傳輸線路上的遠端串?dāng)_的問題。在這一示例中,第一線路103為“侵害”線路并且在第二“受害”線路105上產(chǎn)生(由正弦波符號121、123和125表示的)串?dāng)_。受害線路105至少在其長度的一部分上與侵害線路103并行延伸;由串?dāng)_貢獻產(chǎn)生的“信道間干擾”(“ici”)由圖1右側(cè)的附圖標記131標記的兩個信號的疊加所說明。

圖2為通信系統(tǒng)的一個實施方式,亦即,使用電容耦合電路227來消除遠端串?dāng)_效應(yīng)的系統(tǒng)的示意圖。電容耦合電路以信號導(dǎo)數(shù)的形式,將將要成為侵害信號219的表示耦合到第二線路209(即,受害線路)上。值得注意的是,可以限定電容耦合電路227的電容及其阻抗,以便降低出現(xiàn)在接收器205上的遠端串?dāng)_。

圖3為示出一種執(zhí)行校準以確定在給定的特定總線配置情況下消除接收器上的遠端串?dāng)_所需的電容值的方法的框圖。如兩條虛線可選框303和304所指示的,可以執(zhí)行圖3的方法以在主設(shè)備(比如存儲器控制器)中設(shè)置電容值,如框303中的一個框所示的;或者在從設(shè)備(比如存儲器設(shè)備)中設(shè)置電容值,如另一框304所示的。

圖4為示例說明了包括五條將發(fā)送器403與接收器405相連的傳輸線路的總線的示意圖。第二線路411被描繪為侵害者,如兩條虛線箭頭421所示的。在圖4中,各個驅(qū)動器(比如驅(qū)動器417)通過相應(yīng)地以數(shù)字對427/428或者429/430示例的電容耦合電路耦合到它的兩個最近鄰。在總線邊緣上的線路(比如第一線路409)只具有一個最近鄰,并且只通過(以數(shù)字對425/426示例的)單個電容耦合電路耦合到一個最近鄰線路。

圖5為用于諸如可能連接各個最近鄰對的電容耦合電路的一個實施方式的示意圖。圖5中的實施方式包括可編程驅(qū)動和輸出阻抗組件503,以及如在本圖右手側(cè)上所見的,若干附加的電容選擇505。

圖6為可調(diào)輸出阻抗電路的一個實施方式的示意圖,所述電路可以用來選擇電容選擇、調(diào)諧驅(qū)動強度并且除此之外調(diào)節(jié)電容耦合電路影響鄰近信號線路或路徑上的電壓的方式。例如,圖6中所描繪的電路可以用作一個或多個圖5中所見的可調(diào)阻抗電路511、513或515。

圖7為可調(diào)輸出阻抗電路的第二實施方式的示意圖,該實施方式為圖6的實施方式的替代。

圖8為一框圖,其類似于圖3,但示出了用于主設(shè)備(諸如存儲器控制器)以設(shè)置其傳輸?shù)膎個信號(其中n可以為任何數(shù)量,比如對于16線并行總線而言為16個)的電容耦合的方法801的流程。如圖8所示的,主設(shè)備可在一種配置模式中從接收器接收代表所測量的串?dāng)_的校準信號;然后主設(shè)備可以存儲結(jié)果(i)用于各個電容耦合電路(ii)用于各個接收器。

圖9為另一框圖,類似于圖8,但示出在從設(shè)備(比如存儲器設(shè)備)中的方法901的流程。圖9的框圖比前一圖示稍微簡單,因為在這一實施方式中從設(shè)備僅與一個主設(shè)備通信(因此其電容值對于所有其向外的傳輸維持不變)。如附圖標記913所示,從設(shè)備可具有由主設(shè)備測量并編程在從設(shè)備的一個或多個寄存器之中的電容值(以及輸出阻抗值)。

圖10為實施方式1001的示意圖,該實施方式為多達四個最近鄰(即,在基本上為平面的總線中的給定線路的每側(cè)上多達兩個)提供電容耦合串?dāng)_降低電路。作為示例,在圖10中,驅(qū)動器1017將其驅(qū)動信號的表示同時耦合到鄰近的相鄰線路(各自由數(shù)字1009指定)上以及“隔一線(twoover)”的線路(由編號1011的兩個實例表示)上。在圖8底部的擴展截面圖1045將總線的配置示為“微帶”總線。

圖11為由兩部分組成的圖示1101,示出上部1103和下部1105。上部1103標繪了六條曲線,各自表示侵害線路的邏輯/電壓波形,各自使用不同的線型描繪。下部1105使用與上部中所使用的相同線型示出了在受害線路上出現(xiàn)的相應(yīng)串?dāng)_/電壓波形。圖11中的每個線型對對應(yīng)于不同的交叉耦合電容,標識為零飛法(“0ff”)、五十飛法(“50ff”)、一百飛法(“100ff”)、一百五十飛法(“150ff”)、二百飛法(“200ff”)和二百五十飛法(“250ff”)。應(yīng)當(dāng)注意的是,圖11的圖示僅僅是示例性的,即,在實際情況中消除相鄰線路之間串?dāng)_所需的實際電阻將因總線長度、線間間隔、總線中是否使用屏蔽以及許多其他因素而有所不同。

圖12為示出實施方式1201的示意性框圖,其中各個存儲器控制器1203與兩個存儲器設(shè)備1205和1207具有電容耦合電路,用以在這些設(shè)備(無論控制器還是存儲器設(shè)備)充當(dāng)發(fā)送器時降低串?dāng)_。存儲器控制器可以保有專用于各個存儲器設(shè)備的路徑路由的電容值,并且可以在芯片選擇信號1209的控制下設(shè)置其電容交叉耦合電路,而存儲器設(shè)備的電容值則保持不變(至少在隨后的重新校準之前)。

圖13為類似于圖4的圖示,但其示例說明在差分信號發(fā)送環(huán)境中使用電容交叉耦合電路的一個實施方式。

具體實施方式

通過參考以下的詳細描述可以更好地理解由所列舉的權(quán)利要求定義的主題,所述詳細描述應(yīng)當(dāng)結(jié)合附圖來閱讀。為了能夠建立和使用由權(quán)利要求所闡述的技術(shù)的各種實施而載于下文的對于一個或多個特定實施方式的描述絕,不應(yīng)限于所列舉的權(quán)利要求,而是為了舉例說明其對于某些方法和設(shè)備的應(yīng)用。下文所載的描述舉例說明了:(i)一種發(fā)送器,其利用電容電路將用以驅(qū)動一個信號路徑的信號的表示電容性地耦合到另一(并行)信號路徑,以及基于這樣的電路的系統(tǒng),以及(ii)在傳輸系統(tǒng)中的操作方法,其包括響應(yīng)于校準值來設(shè)置電容耦合電路;更具體而言,可以在下文所討論的實施方式中使用這樣的發(fā)送器和操作方法中的每一個,以使用電容耦合來消除串?dāng)_。在提供這些具體示例的同時,本文所描述的原理也可以應(yīng)用到其他方法和設(shè)備。

i.簡介

本公開內(nèi)容涉及信號發(fā)送系統(tǒng),在其中發(fā)送器向接收器發(fā)送信號。一般而言,在數(shù)據(jù)線路上的這些設(shè)備之間傳輸?shù)男盘柧哂性谄渌浇€路上產(chǎn)生陰影信號或“串?dāng)_”的傾向,這可以降低這些其他線路上的信號的質(zhì)量;事實上,串?dāng)_往往是相互的,這意味著如果將線路足夠靠近地放置在一起,那么串?dāng)_可能會對解譯許多或者所有所述線路上的信號的能力有所干擾。

本文所公開的實施方式使用電容耦合來降低串?dāng)_,包括例如通過在“相鄰”路徑上有意地安置將會具有消除由接收器體驗到的串?dāng)_的效果的抵消信號。串?dāng)_可以因與信號發(fā)送組件、信號路徑長度、在組件之間路由的路徑的方式、溫度、制造差異、環(huán)境差異和其他因素相關(guān)聯(lián)的各種條件而產(chǎn)生、降低或者加劇;本公開內(nèi)容因此還提供用于通過校準特定信號路徑和條件來解決這一變化性的原理,從而估算在依據(jù)問題給定的布局中應(yīng)當(dāng)提供的電容耦合量(并且如果需要,估算應(yīng)用耦合的定時)。合起來,這些原理提供對于串?dāng)_問題的成本低、效率高的解決方案,其特別在電感串?dāng)_占主導(dǎo)地位的信號發(fā)送環(huán)境中尤為有用。

圖1用于示例說明信號發(fā)送系統(tǒng)101。成組的通信路徑,或“總線”,通常用于在各種電子組件(未在圖1中示出)之間路由通信??偩€可以包括任何類型的通信路徑或線路,包括并行或串行鏈接、數(shù)據(jù)傳輸線路或者控制或地址線、時鐘或其他特殊用途的信號。例如,總線可以配置用于單端、差分、編碼、多層或者其他形式的通信,但不限于此;并且可以用于雙向或單向信號發(fā)送??偩€可以專用于電子組件之間的通信(即,耦合于兩個電子組件之間的一個或多個點對點信號發(fā)送鏈接),或者可以是使兩個以上的電子組件之間的通信(即,耦合于三個或更多個電子組件之間的一個或多個多點信號發(fā)送鏈接)得以實現(xiàn)的共享資源。如之前所述的,串?dāng)_問題隨著數(shù)字電子器件的尺寸持續(xù)縮小并且信號路徑被甚為靠近地路由而增加了。圖1用于使用僅兩條線路103和105來示例說明這一問題。在這一示例中,期望在第一線路103上傳輸?shù)谝粩?shù)字波形107并且在第二線路105上傳輸?shù)诙?shù)字波形109。第二信號在實際情況中通常也將為方波脈沖,但是為了當(dāng)前討論的目的,使用“數(shù)據(jù)眼(dataeye)”符號(即“數(shù)據(jù)有效間隔”)進行演示,以指示出轉(zhuǎn)變過程不是瞬時的(即,展現(xiàn)出非零的上升和下降時間),并且傳送的數(shù)據(jù)(即,在二進制信號的情況下為一個比特,或者在多層信號或在每個符號傳遞多于單個比特的其他類型的信號的情況下為多個比特)的值可以具有任何狀態(tài)。在這一示例中,假設(shè)所述兩個信號線沿它們長度的至少一部分以緊密關(guān)系相互平行地放置,從而使串?dāng)_出現(xiàn)。平行傳播區(qū)域在圖1中以虛線框111標記,并且應(yīng)當(dāng)假設(shè)出現(xiàn)的串?dāng)_具有電感串?dāng)_112以及電容串?dāng)_113的形式。

電感串?dāng)_和電容串?dāng)_將會存在于任何形式的信號線路之中,且電感串?dāng)_與電容串?dāng)_一般具有相反的極性。每當(dāng)一種類型的串?dāng)_比另一種類型更占主導(dǎo)地位時就可出現(xiàn)ici。對于某些類型的印刷電路板以及常用于計算機制造的其他路由方式,電感串?dāng)_趨于占主導(dǎo)地位,由此產(chǎn)生的結(jié)果是,來自位于遠離發(fā)送器的總線遠端處的正向串?dāng)_的干擾是由(與侵害信號的轉(zhuǎn)變過程的方向在極性上相反的)電感耦合所主導(dǎo)的。

可以將每條傳輸線路建模為一連串的單元,且每個單元包括將線路耦合到(比如由三角形符號119所表示的)參考平面或返回路徑的電感器115和電容器117。在許多總線路由方案中,可以將信號線路表征為具有略為一致的臨近的相鄰路徑間尺度和間隔,并且因而如圖1所示的,正向串?dāng)_效應(yīng)是積累性的并且在兩條線路103和105的并行路由長度上增長。這一串?dāng)_的積累性影響由以附圖標記121、123和125指示的三個正弦波符號(或者信號的總和)表示。

因此,第一信號107到第一傳輸線路103的遠端127的傳輸將在第二信號線路105上引起串?dāng)_,其干擾在這一路徑上傳輸?shù)男盘?09。其結(jié)果是,第二信號109到達其目的地129,但卻具有信道間干擾,其由附圖標記131以及關(guān)聯(lián)的總和表示。

在以下的公式(1)中由正向串?dāng)_耦合系數(shù)“kfx”、線路間耦合的持續(xù)時間“tx”以及侵害信號的導(dǎo)數(shù)“dva/dt”的乘積數(shù)學(xué)地給出了將導(dǎo)致第二信號129難以解譯的遠端串?dāng)_。

fext=(kfx)(tx)(dva/dt),(1)

kfx=1/2(kcx-klx),(2)

侵害信號“va”代表圖1中的經(jīng)傳輸?shù)男盘?07。正向串?dāng)_耦合系數(shù)在公式(2)中由代表歸因于電容耦合的串?dāng)_的“kcx”以及代表歸因于電感耦合的串?dāng)_的“kix”數(shù)學(xué)地給出。因此,關(guān)于侵害信號va,遠端串?dāng)_在電容耦合主導(dǎo)經(jīng)耦合的線路時具有正極性信號的形式,在電感耦合主導(dǎo)時具有負極性信號的形式,而在電容耦合與電感耦合相抵消時可忽略不計或者不存在。

在某些類型的信號線路中,電感耦合趨于主導(dǎo)電容耦合,而這一主導(dǎo)的結(jié)果是由接收器所見的負陰影信號,所述負陰影信號基于信號路徑長度、總線橫截面幾何結(jié)構(gòu)、溫度以及其他條件而構(gòu)建。遺憾的是,如上所述,這一主導(dǎo)趨于為許多類型的印刷電路板工藝路線所共有,包括使用了微帶總線之處。微帶總線使用于許多類型的印刷電路板通信中,并且通常具有金屬參考平面、接地平面之上的絕緣體以及在絕緣體頂上的金屬通信線路等特征;微帶總線可以容易和便宜地制造,但是卻缺少經(jīng)屏蔽設(shè)計將會給予的對包括串?dāng)_在內(nèi)的某些類型的信號干擾的相對較大量的保護。

因此應(yīng)當(dāng)假設(shè),第一信號波形107引起侵害轉(zhuǎn)變過程的負值;這些在圖1中使用附圖標記121、123和125象征性地描繪。由于正向串?dāng)_是一種積累的、非飽和的電磁場效應(yīng),所以其在第二信號線路105上的效應(yīng)將會沿著兩條線路103和105的并行傳播長度變得更為突出。第一傳輸線路103在這一示例中為“侵害”信道,第二信號或傳輸線路105在其體驗到對于沿第二線路發(fā)送的數(shù)據(jù)109的解譯進行干擾的信道間干擾(“ici”)這一意義上而言為“受害”信道。

圖2示出了實施方式201,所述實施方式201應(yīng)用電容性耦合的信號,以消除不需要的遠端串?dāng)_。例如,關(guān)于電感主導(dǎo)的傳輸路徑而言,圖2的實施方式的特征在于:有意地注入電容耦合的信號,以便有效地平衡等式(2)中的項,并且產(chǎn)生接近于零的遠端串?dāng)_。這種方法與一些其他對于處理串?dāng)_問題的嘗試不同,那些嘗試往往試圖完全避免串?dāng)_的發(fā)生。

圖2示出了發(fā)送器203,其將會在第一傳輸線路207上向接收器205傳輸。這一傳輸線路被視為在公共傳輸路徑211上相對接近于第二線路209通過,并且因而潛在地在接收器205處產(chǎn)生不需要的正向串?dāng)_。在這一示例中,應(yīng)當(dāng)假設(shè)串?dāng)_為電感主導(dǎo)的串?dāng)_,比如可能在微帶線總線中發(fā)現(xiàn)的串?dāng)_,并且期望消除該串?dāng)_。驅(qū)動器217將輸入信號219驅(qū)動到第一傳輸線路207上,用于由接收器的第一限幅器221接收;第二限幅器223接收沿第二線路209傳輸?shù)男盘?可能來源于或者可能不來源于同一發(fā)送器)。如在圖2中所見,發(fā)送器利用電容耦合電路227將輸入信號219的表示耦合到第二線路209,以有效地平衡會在接收器上出現(xiàn)的串?dāng)_的電感和電抗(電容)效應(yīng)。電容耦合電路227可以是任何完成將對于正向串?dāng)_的互補信號安放于第二線路上的功能所必需的電路(潛在地甚至包括延遲元件,例如如果電感串?dāng)_沿平行傳輸線路的整個長度不是線性的),但其在這一示例中象征性地表示為包括驅(qū)動器和電容器。

正弦波符號229被描繪為鄰近于發(fā)送器中的電容耦合電路,并且表示用于描繪圖1中的總正向串?dāng)_的符號的確切負值(即,所述正弦波部分地由附圖標記131標記)。這就是說,如上文所指出的,根據(jù)與發(fā)送器的距離以及其他因素,電感串?dāng)_的效應(yīng)是沿平行傳輸線路的長度積累的,并且因而緩慢地構(gòu)建而且對于各個接收器是獨特的;通過添加“總合”消除信號(例如,原始驅(qū)動器信號的正導(dǎo)數(shù)),圖2的實施方式以抵消將在特定接收器處所見的積累的電感串?dāng)_效應(yīng)的方式,有效地微擾鄰近的信號,以試圖將(如在上文中由公式(1)所表示的)總串?dāng)_驅(qū)動為零。相關(guān)聯(lián)的耦合信號將以這樣的方式添加在任何傳輸于第二線路209上的信號中:使得來自第一信號231的未經(jīng)抑制的串?dāng)_在其與第二線路209的平行傳播的長度上逐步與耦合信號相消。其結(jié)果是理想地在限幅器223處恰好產(chǎn)生期望的原始信號;這就是說,如由圖2中的附圖標記223所示的,耦合信號的效應(yīng)被來自第一傳輸線路的串?dāng)_削弱,以便降低或消除信道間干擾。

還可以使用上述原理來消除電容串?dāng)_的效應(yīng);由于電容串?dāng)_在鄰近線路上耦合正極性信號,電容耦合電路將會在鄰近線路上耦合互補信號(即,反極性),以補償這種形式的串?dāng)_。在以下的示例中,討論將主要側(cè)重于電感主導(dǎo)型串?dāng)_的降低,因為該問題在包括微帶總線在內(nèi)的許多傳輸線路的情況中趨于占主導(dǎo)地位,但是也可以應(yīng)用本文所討論的原理來消除其他形式的串?dāng)_。

如上所述,串?dāng)_的效應(yīng)取決于若干因素,包括路徑路由。在若干接收器與一個發(fā)送器通信的情況中(例如,不同位置上的若干存儲器設(shè)備從一個存儲器控制器接收信號),或者當(dāng)若干發(fā)送器與一個接收器通信時(例如,不同位置上的若干存儲器設(shè)備向一個控制器發(fā)送信號),串?dāng)_對于各個發(fā)送器-接收器路徑可能有所不同;這就是說,可以根據(jù)具體的發(fā)送器-接收器配置來調(diào)諧(或者映射或者校準或者除此之外調(diào)節(jié))由圖2的實施方式所提供的電容耦合,以盡可能有效地抵消電感主導(dǎo)型串?dāng)_。

圖3示出了執(zhí)行這種調(diào)諧的方法的一個實施方式301。該方法可以實施于作為主設(shè)備的發(fā)送器中,或者作為從設(shè)備的發(fā)送器中。例如,在一個存儲器系統(tǒng)中,存儲器控制器將通常具有大量的控制邏輯,包括不被存儲器設(shè)備所共享的硬件和固件。因此,使用控制器來實施校準功能以在該控制器中設(shè)置一個或多個電容耦合功能并且/或者為在存儲器設(shè)備中執(zhí)行上述功能提供控制可能是可行的。

如圖3所示的,依照第一虛線框303,主設(shè)備從從設(shè)備接收數(shù)值。這一“校準值”可以是對于作為發(fā)送器的主設(shè)備對其一個或多個電容耦合電路進行設(shè)置以降低串?dāng)_有用處的任何數(shù)據(jù);例如,該數(shù)據(jù)可能包括代表由接收器所體驗到的串?dāng)_效應(yīng)的量值的電壓值或代碼。響應(yīng)于這些值,系統(tǒng)(例如,主設(shè)備)可以確定適當(dāng)?shù)碾娙莺万?qū)動強度/輸出阻抗,并且可以設(shè)置主設(shè)備中的一個或多個電容電路,以便應(yīng)用這些值并且隨后將使用這些值獲得的信號導(dǎo)數(shù)的表示耦合到否則將會成為“受害”信號路徑的路徑上。這些功能在圖3中由附圖標記305、307和309表示。

備選地,如也由圖3所示的,主設(shè)備本身可以直接測量例如由來自遠程發(fā)送器(例如,提供數(shù)據(jù)讀取信號的存儲器設(shè)備)的侵害信號所產(chǎn)生的串?dāng)_;這種直接測量由虛線框304表示。主設(shè)備可隨后開始選擇(例如,確定)電容,并且將遠程發(fā)送器中的一個或多個電容電路設(shè)置(例如,編程)成具有適當(dāng)?shù)闹?,以便消除電感主?dǎo)型串?dāng)_;這一處理過程也由附圖標記305和307表示。從設(shè)備從而依照附圖標記309,將其信號電容耦合到各個受害路徑上,以消除否則將由主設(shè)備(即,控制器)所見的串?dāng)_。

現(xiàn)在將參照圖4-圖10,以使用電容耦合來降低電感主導(dǎo)型傳輸系統(tǒng)中的正向串?dāng)_的實施方式,來展示關(guān)于主-從實施的額外細節(jié)。

ii.主-從環(huán)境中的實施

a.實施

圖4示出了實施方式401,該實施方式包括發(fā)送器403、接收器405以及連接發(fā)送器與接收器的總線407的若干線路。所述線路可包括:控制與地址(“ca”)線,包括時鐘、芯片選擇、中斷、數(shù)據(jù)掩蔽和其他控制線;數(shù)據(jù)查詢線(“dq”)以及其他用于通信的線路。在以下討論中,將從數(shù)據(jù)總線的角度來描述實施的示例,但是應(yīng)當(dāng)理解的是,所述實施方式可以應(yīng)用到連接發(fā)送器與接收器的任何線路,以及線路的任何子集或組合。

圖4示出了n線并行數(shù)據(jù)總線407的四條線路409、411、413和415(其中n可以例如為十六或者三十二)。參考這些線路中的第二條線路411,驅(qū)動器417將會在該線路上接通單個的或多層的信號,用于到限幅器419(即,根據(jù)線路411上傳送的符號產(chǎn)生一個或多個二進制比特的接收器電路)的通信。在圖4中可見兩個虛線箭頭421,分別表示從第二線路411在鄰近線路409和413上引起的不需要的串?dāng)_。值得注意的是,不需要的串?dāng)_還可以來自其他線路(例如,“隔一線”的線路,或者比最近鄰更了解的線路,比如圖4中的最底部線路415),但串?dāng)_一般隨著距離的平方而衰減,并且來自最近鄰線路以外的線路的串?dāng)_將因此為了討論圖4的實施方式的目的而被忽略。來自其他線路的串?dāng)_將在下文中聯(lián)系圖10討論。還是為了便于討論,在圖4中只可見兩個虛線箭頭421,就好像只有第二線路411在傳輸并充當(dāng)侵害者,且只有第一和第三線路409和413為受害者。

在這一示例中,各個信號線路的驅(qū)動器具有電容耦合電路,所述電路將該驅(qū)動器的輸入信號與最近鄰的驅(qū)動器的輸出相連。這就是說,例如,第二線路411的驅(qū)動器417接收輸入信號418并將該信號的表示電容耦合到各個最近鄰線路409和413,以消除在這些線路上的由第二線路411的電磁場效應(yīng)引起的串?dāng)_效應(yīng)。為了這種效果,信號418的各個表示穿過可編程電容耦合電路,該電路包括具有可編程阻抗或驅(qū)動強度(427或429)以及可調(diào)或可變電容(428或430)的驅(qū)動器。在校準模式期間通過發(fā)送器校準電容量,以便盡可能地消除最近鄰線路409和413上在(位于這些線路的接收器端的)相應(yīng)限幅器431和432處觀察到的串?dāng)_;通過為各個接收器選擇耦合電容,以及從該耦合電容產(chǎn)生的導(dǎo)數(shù)信號的相關(guān)驅(qū)動強度,所述發(fā)送器有效地均衡串?dāng)_,以根據(jù)特定接收器在總線上的相對位置以及其他總線條件而適合于其需要。

值得注意的是,可能期望維持或者甚至調(diào)節(jié)如由驅(qū)動器的信號路徑所見的有效輸出阻抗;為此,在圖4的實施方式中用于將信號電容耦合到鄰近線路上的驅(qū)動器(425/427/429)具有可調(diào)輸出阻抗,該可調(diào)輸出阻抗可被校準,以確保用于數(shù)據(jù)總線的所有n個驅(qū)動器(再一次,圖4中示出了這些驅(qū)動器中的僅四個驅(qū)動器)的一致的輸出阻抗。在下文中將聯(lián)系圖5和圖6討論適合于這一任務(wù)的示例可調(diào)驅(qū)動器,盡管也可以為此目的而等效地采用其他電路和裝置。

可以經(jīng)由圖4中由附圖標記433和434表示的數(shù)據(jù)采樣器(“ds”)、電壓采樣器、邊緣采樣器、時間巡回采樣器或者接收器內(nèi)的其他器件的手段,或者使用限幅器(419、431和432),執(zhí)行對于用以為特定接收器均衡串?dāng)_的電容的校準。就此而言,由限幅器接收到的每個信號的副本可被這樣的器件采樣,并被用于反過來向發(fā)送器403提供電壓電平或其他信息。如果需要,代表串?dāng)_的數(shù)字值可由接收器內(nèi)的內(nèi)部總線435輸入寄存器436,用于在被孤立地或聚集地傳回發(fā)送器403之前暫時存儲。

在發(fā)送器為主設(shè)備的情況中,可以經(jīng)返回數(shù)據(jù)鏈接437向主設(shè)備提供這一信息,用于由在圖4中以附圖標記439表示的控制邏輯進行存儲或解譯。如果需要,可以部分地由(如由圖4中的磁盤符號445所表示的)軟件實施控制功能,或者備選地,可以使用硬件邏輯(或者經(jīng)執(zhí)行的軟件或者硬件邏輯的組合)來隔離和選擇用于各個電容耦合電路的適當(dāng)電容,并且將這一經(jīng)選擇的值加載到寄存器441中。如附圖標記443所示的,隨后可以使用這一寄存器來控制各個電容電路的可變電容和可編程輸出阻抗(僅為圖4中的最下部信號線路415示出了這一控制,其中對于最近鄰路徑,驅(qū)動器與可編程輸出阻抗/可調(diào)電容組合的組合由標記為“c”的框表示)。

如從前文中應(yīng)明晰的那樣,主設(shè)備,比如圖4中的發(fā)送器403,可以在校準或配置模式中按順序?qū)y試信號驅(qū)動到各個位線上,并測量最近鄰線路上的串?dāng)_量值;接收器405事實上修正所述測量,以表示從它的角度所見的串?dāng)_,并且其隨后將這一信息以校準信號的形式傳回控制器。如將在下文中結(jié)合圖8和圖9所討論的那樣,一種可由主設(shè)備用以執(zhí)行校準的方法為:簡單地循環(huán)過成組的可選預(yù)定電容值,并且監(jiān)控校準信號以檢測在鄰近線路上引起的最小串?dāng)_。通過按順序測試各個位線,控制器可隨后獲得用于各個電容耦合電路的合適的電容值,所述電容耦合電路用于將驅(qū)動信號的表示連接到任何相鄰位線。在八線數(shù)據(jù)總線的情況中,可以使用十四個這樣的電路;在十六線數(shù)據(jù)總線的情況中,可以使用三十個這樣的電路;而在“n”線數(shù)據(jù)總線的情況中,可以使用“2n-2”個電容耦合電路(即,在數(shù)據(jù)總線中部的各個信號線路與其兩個最近鄰電容耦合,但是在末端的線路,比如線路409,將僅從一個最近鄰,比如從圖4中的組件427和428接收耦合)。

圖5示出了電容耦合電路501,亦即,提供包括對建于由二十五飛法(25ff)電容器構(gòu)成的單元上的八個可能的電容值的選擇在內(nèi)的可調(diào)阻抗的電路的一個實施方式的電路圖。所述電路可被視為包括兩個部分503和505,包括圖5的左手側(cè)的可變驅(qū)動部分和圖5的右手側(cè)所見的可變電容部分。這兩個部分相結(jié)合,以將輸入信號507的導(dǎo)數(shù)作為輸出509驅(qū)動到鄰近線路上??勺凃?qū)動在這一實施方式中包括三個獨立驅(qū)動組件511、513和515,其中每個組件可在主設(shè)備的硬件或軟件邏輯的控制下被“開啟”和調(diào)諧。可以使用寄存器(在圖5中不可見)來存儲用于各個電路的值,并且在更新或重新校準之間的時段內(nèi)保有這些值。圖5的右側(cè)示出了三個相應(yīng)的電容網(wǎng)絡(luò)512、514和516,其中每個網(wǎng)絡(luò)包括若干個25ff電容器517。由于并聯(lián)電容是累加性的,所以圖5的右側(cè)的結(jié)構(gòu)可以允許100ff(四個電容器)、50ff(兩個電容器)以及25ff(一個電容器)的組合,以25ff的增量提供0ff-175ff之間的可選電容范圍。通過提供三個以上的驅(qū)動電路和三個橋接(例如,通過提供具有八個相同值的并聯(lián)電容器的第四橋接),可以將電路制成提供16種或更多種可選電容(例如,如果提供了八個額外的電容器,那么在0-375ff之間)。

應(yīng)當(dāng)注意的是,使用25ff電容器只是示例性的,并且電路設(shè)計者可以根據(jù)實施方式而選擇不同的基礎(chǔ)電容值。類似地,見于圖5中的特定電路配置只是示例性的,并且可以采用許多不同的電路設(shè)計來提供相同或相似的功能。

最底部驅(qū)動電路515在概念上被視為包括兩個組件,包括電壓源519和可變輸出阻抗控制521,它們協(xié)同提供用于電容耦合電路的可調(diào)輸出驅(qū)動(即,既改變從輸出509的角度所視的信號強度和壓擺率,又調(diào)諧相關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)511、513或515影響與所述網(wǎng)絡(luò)耦合的鄰近線路上的電壓電平的方式)。這些組件將參照圖6進一步討論。如之前所指出的,如果需要,驅(qū)動電路還可以包括其他元件,如果需要協(xié)助串?dāng)_消除;例如,在串?dāng)_效應(yīng)沿轉(zhuǎn)變過程的長度為非線性的系統(tǒng)中,串?dāng)_的定時可能落后,并且向各個電容耦合電路添加可編程延遲元件可能是有用的。這樣的其他電路元件的添加,如果為特定實施所需要的話,與本文所討論的其他工藝處理類似,并且在數(shù)字設(shè)計工程師的一般技術(shù)水平之內(nèi)。

圖6示例說明了適合用作見于圖5(511、513或515)或圖4(比如組件425、427或429)中的驅(qū)動組件之一的驅(qū)動電路601的一個實施方式。具體而言,圖6的驅(qū)動電路的功能為選擇性地將輸入信號603耦合到輸出605并從而“開啟”鏈接的電容器,以將輸入信號603電容耦合到鄰近線路(所述電容器未在圖6中示出);更具體而言,驅(qū)動電路提供數(shù)字編程的電阻器,以有效地限定將被用于電容耦合的輸出信號的幅度。圖6的實施方式通過使用相應(yīng)地標記為ap、bp、cp和an、bn與cn(總體上相應(yīng)地由附圖標記607和609表示)的六個或更多個控制信號來提供這種控制。各個控制信號(相應(yīng)地為ap、bp、cp和an、bn與cn)用于逐步確定圖6的電路的驅(qū)動強度,并在控制寄存器(未見于圖6中)的主持下被保持為“高”或“低”。如見于圖6右側(cè)的持續(xù)點所示,可以提供額外的控制信號和晶體管段來實現(xiàn)對于驅(qū)動電路601的輸出特性的調(diào)節(jié)的更高分辨率。

通過使用fet611或613將輸出605耦合到高邏輯電平或低邏輯電平,輸入信號603的邏輯電平被有效地用于驅(qū)動該輸出。

當(dāng)輸入信號為高邏輯電平時,第一fet611將起作用并且將輸出605耦合到三個pmosfet617、619和621的公共節(jié)點613(并根據(jù)是否使用了額外的晶體管段而潛在地耦合到其他nmosfet)??梢允褂眯盘朼p、bp、cp的任何組合來將公共節(jié)點613耦合到高電壓電平623;如果期望“關(guān)閉”關(guān)聯(lián)于驅(qū)動電路的特定電容(未見于圖6中),那么所有三個控制信號ap、bp、cp都保持為高;如果期望“開啟”相關(guān)電容,那么通過控制寄存器設(shè)置將一個或多個控制信號保持在邏輯低電平。

類似地,當(dāng)輸入信號603為邏輯低電平時,第二fet613將起作用,從而將輸出605耦合到第二節(jié)點625;相互配對的pmosfet627、629和613將所述第二節(jié)點耦合到由線路633攜帶的邏輯低電平。一般而言,各個控制信號對ap-an、bp-bn和cp-cn將互為邏輯逆,以在輸入信號603為邏輯高或邏輯低的情況下均提供一致的輸出阻抗;但是,并不一定需要是這種結(jié)果。例如,nmos和pmos器件可能表現(xiàn)出不同的阻抗或開關(guān)特性,而在到邏輯高和低電壓電平的阻抗連接上提供單獨的控制一般會有助于在驅(qū)動組件601(例如,啟用上升與下降緣速率的單獨控制)以及整個最近鄰信號路徑上的更好的控制。通過提供對驅(qū)動組件(以及整個電容耦合電路)的輸出阻抗的調(diào)諧中的控制和靈活性,圖6所示的設(shè)計在電路設(shè)計者為了各種用途而使用本公開內(nèi)容所提供的電路和原理時向其提供更大的靈活性。

圖7示出了驅(qū)動組件的一個備選實施方式701。像上文所示的實施方式一樣,見于圖7中的電路提供具有對于從鄰近線路的角度所視的驅(qū)動電流和電容量的控制的系統(tǒng)。圖7的輸入節(jié)點703接收(比如輸入到驅(qū)動器用于沿并行數(shù)據(jù)總線的位線輸出的)驅(qū)動信號的表示;(圖7中標記為ap、bp、an和bn的)使能信號用于選擇性地將這一表示耦合到(用于未見于圖7中的相關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)的)輸出705,并且通過控制(標記為707、709、711和713的)nmos和pmos晶體管來提供可調(diào)驅(qū)動。圖7與圖6的不同之處在于:僅描繪了兩個晶體管級“a”和“b”,但是可以添加第三或額外的級(例如,“c”級);這種擴展的可能性由兩串延續(xù)點717表示。

簡要地返回到圖5,應(yīng)當(dāng)注意的是,電路501被描繪為包括三個驅(qū)動組件511、513和515;一般而言,用于所述驅(qū)動組件的默認輸出阻抗將根據(jù)使用了多少個驅(qū)動組件來有效地驅(qū)動輸出509而改變,以便無論為了電容耦合而選擇的電容量如何,都維持一致的電阻與電容(r/c)比率。因此,如果最初僅有第一驅(qū)動組件511起作用,但系統(tǒng)在之后重新校準電容并且決定同時激活第二驅(qū)動組件513,那么可以將用于各個驅(qū)動組件的控制輸入(來自圖6或圖7的ap、bp、cp和an、bn與cn)相應(yīng)地重設(shè)為不同的值,以在需要時維持一致的驅(qū)動強度。

b.配置模式的使用

如上所述,可以為每個驅(qū)動器/鄰近線路對,以及為每個可能與給定的發(fā)送器“交談”的接收器校準和編程由電容耦合電路所提供的各級電容耦合和驅(qū)動強度。理想地選擇電容來消除特定接收器上的遠端、電感主導(dǎo)型串?dāng)_,并且選擇輸出驅(qū)動來提供旨在模擬無串?dāng)_的理想情況的一致的電壓響應(yīng);對于輸出驅(qū)動強度(以及輸出阻抗)的控制還可以用于向系統(tǒng)設(shè)計者提供對于系統(tǒng)的各個信號路徑的額外控制。圖8和圖9示例說明了通過其可對各個驅(qū)動/鄰近線路對進行校準以選擇“適量的”電容的兩種方法。

具體而言,圖8示出一種方法的一個示例801,主設(shè)備可通過所述方法執(zhí)行這一校準,以設(shè)置用于其自身驅(qū)動器的電容耦合電路。主設(shè)備首先進入配置模式(如由附圖標記803所示),并為了將于下文描述的目的而將此標識給從設(shè)備。配置模式可以是主設(shè)備執(zhí)行的定期校準的一部分,例如一般定時或電路校準的一部分,以調(diào)諧面向從設(shè)備的性能。

在圖8的示例中,在從設(shè)備(例如,存儲器設(shè)備)通常響應(yīng)于跨其總線的所有線路(例如,相對于圖4介紹的示例的平行數(shù)據(jù)總線的所有線路)的通信的同時,配置模式被設(shè)置用以使得存儲器設(shè)備能夠協(xié)助測量由其各個限幅器所體驗到的串?dāng)_。主設(shè)備(例如,控制器)通過在各個單獨線路中引入測試信號而開始校準,且從設(shè)備監(jiān)控特別包括鄰近線路(其將作為不需要的正向串?dāng)_的預(yù)期主體)在內(nèi)的各個總線線路上的響應(yīng)。例如,如附圖標記805所示的,主設(shè)備可以按順序在n比特寬的數(shù)據(jù)總線的n條線路的每一條上安放測試信號。

存在著若干種可由主設(shè)備用來執(zhí)行這一配置的不同方法。比如,一種方法是依次選擇每個可能的電容值并為每個值重復(fù)一次測試信號。例如,如圖8中的附圖標記809和810所提及(再次使用圖5的表示電容的八種可能的選擇的示例),主設(shè)備可以簡單地為各個信號線路重復(fù)八次測試信號,每次都用不同的耦合電路電容;如功能框807所示,從設(shè)備返回代表對于從設(shè)備所體驗到的串?dāng)_的測量的“校準信號”,而主設(shè)備可以簡單地隔離電容值中最佳地減輕各個鄰近線路上的串?dāng)_效應(yīng)的一個特定值。如果需要,主設(shè)備還可以重新校準驅(qū)動強度,并調(diào)節(jié)(如圖8中的虛線框811所示的)由鄰近線路所見的有效輸出。如功能框813所示,一旦主設(shè)備已為各個電容耦合電路選擇了電容值,其就在適當(dāng)?shù)募拇嫫髦写鎯λ鲋涤糜谠谶\行時操作期間使用。在多個接收器與一個給定發(fā)送器相連的環(huán)境中,可以隨后選擇不同的接收器,并且重復(fù)配置過程,如返回箭頭812所示。

如上所述,還可以使用其它配置方法。例如,除了進展通過每個可能的電容值以外,主設(shè)備還可以“測試”相對于先前或默認值增大和減小電容的效果,并且如果增大或減小會增加串?dāng)_則可以維持已有電容值;主設(shè)備可以隨后轉(zhuǎn)到下一驅(qū)動器/鄰近線路配置。如果需要,主設(shè)備還可以維持來自先前線路的校準的設(shè)置,作為測試隨后的電容耦合電路的起始點。測試還可以僅為給定系統(tǒng)執(zhí)行一次(例如,在系統(tǒng)初始化時),或者可以偶爾因溫度和其它環(huán)境因素的改變而重復(fù)執(zhí)行,以重新配置系統(tǒng)。備選地,緊隨初始校準之后,可以使用數(shù)學(xué)模型(或算法)來在不執(zhí)行電路測試的情況下改變電容或者驅(qū)動強度。最后,還可以使用若干種優(yōu)化算法(比如lms或最小均方)來協(xié)助校準,而不是進行試錯法處理。

圖9示出了可以用來標識適當(dāng)電容的方法的第二示例901,該方法被用于編程電容耦合電路,所述電路將在從設(shè)備(比如存儲器設(shè)備)充當(dāng)發(fā)送器期間由其使用。具體而言,依據(jù)附圖標記903,所述設(shè)備首先具有從比如存儲器控制器的主設(shè)備設(shè)置的配置模式;一些非存儲器應(yīng)用可具有從設(shè)備所專門要求的配置模式的特征,但在圖9的實施方式中,應(yīng)當(dāng)假設(shè)主設(shè)備具有“大腦”,即,硬件和指令邏輯,用以承擔(dān)系統(tǒng)的控制并支配特殊操作模式,比如配置模式。可以經(jīng)由若干眾所周知的方法中的任何一個方法來設(shè)置模式,比如,經(jīng)由邊帶鏈接向從設(shè)備下達指令;向從設(shè)備內(nèi)的控制寄存器中寫入適當(dāng)?shù)闹担换蛘咴O(shè)置特殊位線,比如中斷;或者也許通過其他方法。從設(shè)備相應(yīng)地配置其電路以產(chǎn)生一系列存儲的、預(yù)定的測試信號,一次測試一個或多個位線。在實施校準的一種方法中,主設(shè)備可以將接收到的信號電平與多個閾值相比較,以檢測大體的串?dāng)_量值,或者檢測串?dāng)_何時在負信號與正信號之間轉(zhuǎn)變,反之亦然;在其他方法中,主設(shè)備可以使用數(shù)據(jù)采樣器來以特別的時間單位特別地測量和檢測電壓電平。在另一些其他方法中,設(shè)計者可以提供更加復(fù)雜的波形分析。不論使用什么具體方法,都為任何數(shù)量的將成為校準主體的線路執(zhí)行測試,比如,十六比特寬的并行數(shù)據(jù)總線的十六條線路。在各個數(shù)據(jù)線路上提供校準數(shù)據(jù),主設(shè)備檢測串?dāng)_的最低水平并且響應(yīng)地向從設(shè)備標識產(chǎn)生這一最小值的測量方式,以選擇相關(guān)電容值(如圖9中的附圖標記905和907所示的)。如前文所提及的,主設(shè)備還可以向在線路上安放了測試信號的設(shè)備發(fā)回其他形式的校準數(shù)據(jù)。最后,隨著適當(dāng)電容的確定,所述方法可要求對相關(guān)于各個電容耦合電路的驅(qū)動強度的調(diào)節(jié),并且主設(shè)備可以將包括電容在內(nèi)的適當(dāng)?shù)闹稻幊痰较嚓P(guān)于從設(shè)備的寄存器中(如附圖標記911和913所示的)。主設(shè)備隨后可以進行其他校準任務(wù),或者可以將從設(shè)備改出配置模式。

c.用以降低二階或更低階串?dāng)_的耦合

為了便于理解,以上所示實施方式僅為來自最近鄰線路的串?dāng)_解決串?dāng)_消除問題。例如,參照圖4,依據(jù)由一條傳輸線路,例如線路411所產(chǎn)生并且驅(qū)動到附近的相鄰線路409和413上的陰影信號解釋了串?dāng)_;為解決該串?dāng)_,用于驅(qū)動傳輸線路411的信號的表示電容地耦合直到鄰近線路409和413,并且使用電容耦合電路(由圖5-圖7示例)進行驅(qū)動,以抵消電感主導(dǎo)型串?dāng)_。

事實上,串?dāng)_可來自除最近鄰以外的線路。例如,使用十六線總線的示例,影響第5最高有效位(“msb”)的串?dāng)_可以來自潛在地出現(xiàn)在總線中的任何線路上的信號,包括第1、第2、第3、第4、第6、第7、第8msb,等等。一般而言,在(比如使用微帶總線的)許多環(huán)境中,在總線中的每條線路與其所相鄰的一條或多條線路之間將使用一致的間隔“x”,使得在“隔一線”的線路之間存在大約“2x”的間隔,在“隔兩線”的線路之間為“3x”,并依此類推。一般而言,在典型的微帶總線布置中,常見的線路間距可為300微米,且每條線路具有大約100微米的路徑寬度。由于串?dāng)_隨線路間距的平方而減弱,來自微帶總線中的“隔一線”線路的串?dāng)_一般可以被預(yù)期為只有最近鄰串?dāng)_的大約四分之一那樣嚴重,而來自“隔兩線”線路的串?dāng)_一般可以被預(yù)期為只有最近鄰串?dāng)_的大約九分之一那么嚴重。圖4所示的實施方式存在一定的優(yōu)勢,因為其以簡單的結(jié)構(gòu)來平衡最近鄰串?dāng)_消除,并且因為其并不處理(比如來自非最近鄰線路的)較不重要的串?dāng)_效應(yīng)。

盡管如此,但在一些實施方式中,特別是那些具有更為復(fù)雜的路由圖案特征的實施方式(比如下文所討論的差分系統(tǒng))中,可能期望在非最近鄰之間電容地耦合信號;類似地,隨著技術(shù)的持續(xù)進步,數(shù)據(jù)眼定時可能變得非常緊密以至于第二階或第三階串?dāng)_會變得重要。

因此提供了圖10來示例說明一種示例實施方式,該實施方式處理來自“隔一線”線路(或者如以上使用的該術(shù)語,除“最近鄰”以外的任何線路)的串?dāng)_。用于圖10的實施方式的方法與上文聯(lián)系圖4所討論的相類似,區(qū)別在于:(根據(jù)信號是在總線的末端、在“onein”或者在總線的中間)各個驅(qū)動信號的表示被電容耦合并且驅(qū)動到兩條、三條或者四條線路上。由于來自這些線路的串?dāng)_隨著距離的平方而減小,可以預(yù)期對于任何給定線路,用于將“隔一線”線路電容耦合到該給定線路的輸入信號的電容相比于用于耦合最近鄰的電容最大將不會大于(a)該給定線路與“隔一線”線路之間的距離與(b)該給定線路與其最近鄰在同一方向上的距離的比率。這就是說,在線路彼此一致地間隔,比如使用微帶路由的實施方式中,用于“隔一線”線路的電容應(yīng)不大于用于電容耦合最近鄰線路的電容的一半,并且一般將為該電容的大約四分之一。

圖10示出了發(fā)送器1003和只具有五條位線的示例性總線1005,所述總線1005包括中央線路1007、(對于所述中央線路而言的)兩個最近鄰1009以及與所述中央線路“隔一線”的兩條線路1011。為便于理解,將主要討論來自安置在中央線路上的信號的串?dāng)_,但是應(yīng)當(dāng)注意,串?dāng)_可能出現(xiàn)在圖10中所示的任何兩條線路的組合之間;圖10中的實施方式需要通過使用電容耦合電路將各個傳輸信號的導(dǎo)數(shù)耦合到其一個或兩個最近鄰上以及其一個或兩個其非最近鄰上而解決串?dāng)_問題。因此,對于圖10中所描繪的電路,發(fā)送器包括十四個電容耦合電路(對應(yīng)于2*(2n-3),其中“n”為在“隔一線”電容耦合系統(tǒng)中應(yīng)被電容耦合的數(shù)據(jù)線路的數(shù)量)。在圖10中,由中央線路1007上的傳輸排出在其一對最近鄰和一對“隔一線”鄰上的串?dāng)_效應(yīng)由相應(yīng)地標記為1013和1015的兩對箭頭表示。

圖10中的發(fā)送器1003被視為相應(yīng)地包括五個驅(qū)動器1017、1019、1021、1025和1027,所述驅(qū)動器各自驅(qū)動上述信號線路中的一條線路。驅(qū)動中央線路的驅(qū)動器1017接收輸入信號,該信號如上所述,應(yīng)使用四個電容耦合電路電容地耦合到四條最近線路;如附圖標記1031所示的,第一電容耦合電路1029將導(dǎo)數(shù)信號耦合到第一最近鄰線路;第二電容耦合電路1033將第二導(dǎo)數(shù)信號1035耦合到“隔一線”線路;第三電容耦合電路1037將輸入1018的導(dǎo)數(shù)經(jīng)由路徑1039耦合到另一最近鄰;并且最后,如路徑1043所示的,第四電容耦合電路1041將輸入信號的導(dǎo)數(shù)驅(qū)動到第二“隔一線”線路上。一般而言,在具有一致的線路間隔的系統(tǒng)中,將信號驅(qū)動到中央線路的最近鄰上的兩個電容耦合電路1029和1037將具有相對較強的、相似或相同的電容值,而耦合“隔一線”的兩個電路1033和1041將具有弱得多的電容和驅(qū)動強度,一般在相對于用于最近鄰的四分之一左右或者更小。

圖10的底部示例說明了以微帶總線配置實施的總線1005的特寫橫截面圖1045。所述微帶總線包括接地平面1047、襯底層1049(其居于接地平面頂上)以及封裝層1051,后者用于將每條個別信號線路(1011、1009、1007、1009和1011)彼此隔離并且與(圖10中描繪的系統(tǒng)之外的)其他電氣組件隔離。

如前所述,在遠距離上串?dāng)_變得可以忽略不計;而在許多系統(tǒng)實施方式中可能不一定需要處理除每條線路的最近鄰以外的任何物之間的串?dāng)_,圖10所示的實施方式演示了一種框架,其可以在必要時通過使用電容耦合電路來耦合(或者交叉耦合)系統(tǒng)中任何數(shù)量的線路而在這些線路之間擴展。

d.再論應(yīng)用適量的電容耦合

圖11演示了圖示1101,該圖示例說明了由上文討論的實施方式所提供的電容耦合的應(yīng)用的一個示例。圖11事實上為兩部分圖示,再次使用了微帶總線的示例,其具有標繪相對于時間的六條不同曲線的上半部1103(電壓由y軸表示),以及標繪最近鄰線路上的串?dāng)_的下半部1105(電壓在此也由y軸表示)。上半部和下半部兩者都使用公用的x軸,該軸以納秒(ns)來表示時間。

上半部1103中的六條曲線與下半部1105中的六條曲線相對應(yīng),并且使用相應(yīng)的點線圖案描繪。

作為示例,第一線路圖案表示無電容耦合并且在圖11的上、下兩半部1103和1105中都由附圖標記1107表示。如在上半部中所視的,傳輸信號在1.65納秒時開始從邏輯“零”(大約0.9伏)上升,并且在大約1.73納秒時趨平于邏輯“一”(大約1.7伏)。各個鄰近線路上的電感主導(dǎo)型串?dāng)_在圖11的下半部中演示,并且如附圖標記1107所示的,在各個鄰近線路的電壓電平中產(chǎn)生接近0.3伏的負“下沉”;如不加以抑制,這種串?dāng)_可能干擾同時沿該線路發(fā)送的傳輸信號。這種干擾可能使得對于在該線路上是存在邏輯“一”還是“零”,以及是否以及何時出現(xiàn)邊緣轉(zhuǎn)變的確定變得困難。

作為第二示例,第六線路圖案表示使用選擇成250ff(飛法)的電容的電容耦合,并且在圖11的上、下半部1103和1105中由附圖標記1109標記。如在圖11的下半部1105中所視的,這一電容產(chǎn)生幾乎抵消了由附圖標記1107所表示的電壓降的導(dǎo)數(shù)信號(反脈沖);事實上,如圖11中所視的相對結(jié)構(gòu)所描繪的那樣,所選的電容略微“過強”,并在鄰近線路上產(chǎn)生大約0.08伏的小幅正信號。這一過量耦合可能也會使鄰近線路傳輸解譯變得困難,并且因此參照圖11可見,一種更好的選擇(如果可用的話)可能是進一步最小化串?dāng)_的電容,從而產(chǎn)生相對于邏輯“低”(0.9伏)而言盡可能接近于零的串?dāng)_。這一最小值在圖11中視為大約200ff,即,由附圖標記1111所標出的曲線。

iii.在存儲器系統(tǒng)的應(yīng)用

a.存儲器控制器和多個存儲器設(shè)備

選擇適當(dāng)?shù)碾娙葜涤糜陔娙蓠詈咸峁┲苯亓水?dāng)?shù)姆绞絹碚{(diào)節(jié)電容,以便幾乎完全消除任何特定接收器所見的串?dāng)_。通過連續(xù)地或者在離散電容值之間調(diào)節(jié)電容(如以上所示實施方式,尤其是見于圖5中的實施方式所舉例說明的),本文所公開的技術(shù)有助于可為了到任何特定接收器的各個通信而快速調(diào)諧的系統(tǒng)。

在以下實施方式中,這些原理將應(yīng)用到快速地改變到多接收器系統(tǒng)中的各個接收器的電容和輸出阻抗的系統(tǒng);再一次,將使用的示例是充當(dāng)發(fā)送器的存儲器控制器,其與多個存儲器設(shè)備通信,其中任何一個存儲器設(shè)備都可以是接收器(取決于哪個存儲器設(shè)備(或者存儲器設(shè)備組)正被尋址)。由于各個接收器在這一示例中處于相對于發(fā)送器的略為不同的位置上(基于信號路徑路由、終接、溫度以及許多其他因素),所以如果為一個接收器確定的電容值被應(yīng)用于不同的接收器,那么會產(chǎn)生未適當(dāng)平衡的串?dāng)_;因此,以下所示的實施方式使用由發(fā)送器為到不同接收器(例如,到每個特定存儲器設(shè)備)的每個傳輸所更新的不同的、快速加載的電容值和驅(qū)動值。

圖12描繪了具有存儲器控制器1203和兩個存儲器設(shè)備1205與1207的存儲器系統(tǒng)1201。所述控制器(隨著數(shù)據(jù)從所選存儲器設(shè)備讀取并向其寫入)與各個存儲器設(shè)備雙向通信,并且因此,在任何給定時間,各個設(shè)備充當(dāng)發(fā)送器或接收器。設(shè)備被視為共同地由命令與地址(“ca”)總線1209以及并行數(shù)據(jù)總線1211耦合??梢詰?yīng)用上文介紹的電容耦合原理來降低任何這些線路之間的串?dāng)_,并且交叉耦合信號1213與控制器和每個設(shè)備一同描繪,以指示在相關(guān)設(shè)備充當(dāng)發(fā)送器時在成對導(dǎo)線之間的交叉耦合。

在圖12的示例中,存儲器控制器可與任一存儲器設(shè)備交互,并且使用寄存器1215來存儲依賴于所選存儲器設(shè)備的用于各個電容耦合電路的電容和驅(qū)動強度值;存儲器設(shè)備還各自具有寄存器1217用以存儲電容和驅(qū)動強度值,但是由于這些設(shè)備只與控制器通信(即,在圖12的實施方式中),所以這些電阻器只需要為每個電容耦合電路存儲一個靜態(tài)值。如圖12中的附圖標記1219所示的,控制器可以使用芯片選擇(“cs”)信號來區(qū)分寄存器值,并且向電容耦合電路加載適合于對使用芯片選擇尋址的設(shè)備中的串?dāng)_進行均衡的電容值。

在演示了一個使用多個寄存器值和芯片選擇來區(qū)分不同接收器的特例的同時,在典型系統(tǒng)中還存在許多其他機制,這些機制無論在配置模式期間還是在運行時間期間都允許使電容值適用于特定接收器。

圖12所示的示例可以擴展到任何數(shù)量的、各自與多個設(shè)備或者僅與單個設(shè)備通信的發(fā)送器和接收器。

b.在差分系統(tǒng)的應(yīng)用

圖13用于示例說明所示電容耦合原理,以及對于差分數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)環(huán)境的校準和配置方法。差分系統(tǒng)是使用兩條線路來同時傳輸兩種邏輯狀態(tài)的系統(tǒng),且其為某些類型的系統(tǒng)實施提供優(yōu)點;例如,差分信號可以促進某些類型的編碼的使用(包括經(jīng)編碼的、嵌入式時鐘信號的使用)、一致的開關(guān)特性以及一致的功耗特性。有時,將以大致與上文提供的方式相同的方式來路由差分導(dǎo)線對,往往沿差分對的路徑長度提供有一個或多個“蜷曲”,用以最小化串?dāng)_以及其他電磁場噪聲。

具體而言,圖13演示了包括發(fā)送器1303、接收器1305和總線1307的系統(tǒng)1301。各個導(dǎo)線對,比如對1309/1310、1311/1312和1313/1314,由特定的差分驅(qū)動器(這些驅(qū)動器相應(yīng)地在圖13中標記為1317、1319和1321)驅(qū)動。串?dāng)_的傾向在圖13中由一對箭頭1323和1324象征,且每個箭頭表示來源不同的(即,在傳輸線路1311的情況中來自信號線路1310,而在傳輸線路1312的情況中則來自信號線路1313)電感串?dāng)_。因此,可能對于比如線路1311和1312之類的差分對產(chǎn)生差分串?dāng)_(例如,串?dāng)_可能使每個給定的差分信號瓦解或破裂),這可能在例如用于邊緣檢測的差分信號的使用中產(chǎn)生錯誤。

圖13的實施方式通過使用電容耦合電路將傳輸信號的版本或表示電容地耦合到鄰近差分對的最近線路來解決這些問題。例如,如圖13的左手側(cè)上所繪的,可以將用于第二驅(qū)動器1319的驅(qū)動信號的導(dǎo)數(shù)耦合到信號路徑1310上,并且還可以將導(dǎo)數(shù)耦合到路徑1313上,如相應(yīng)地由附圖標記1325和1327所繪的。

盡管未在圖13中示例說明,但如果各個差分對可在到接收器的途中被“蜷曲”,使得各對內(nèi)的不同線路被以引起電感主導(dǎo)型串?dāng)_的方式向另一信號靠攏,那么也能以上文對于圖10所討論的方式使用“隔一線”電容耦合電路。在這些情況下,用于所述“隔一線”線路的電容和驅(qū)動強度(因為這些線路鄰近最近鄰并且因為它們形成與最近鄰一樣的同一差分對的一部分)將更為接近由最近鄰所使用的值,并且在至少一些情況下可使用相同的值。然而,重要的是,上文所示的原理允許基于接收器位置對發(fā)生于各個信號線路對之間的遠端串?dāng)_的自動校準,并且因此,差分對是否被蜷曲并不重要,即,發(fā)送器可以簡單地測量并加載最佳地消除串?dāng)_的電容值,并且酌情在各個信號路徑上的傳輸信號中使用這些值。

iv.結(jié)論

所描述的是用于通過以如下方式將侵害信號的表示驅(qū)動到一個或多個受害線路上來降低串?dāng)_的設(shè)備和方法,所述方式適合于在接收器處匹配并直接抵消否則將由侵害信號引起的串?dāng)_。還演示了一種用于獲得可用以執(zhí)行這種均衡的電容值的配置方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員鑒于上文提供的教導(dǎo)或者鑒于由下文闡述的權(quán)利要求所定義的本發(fā)明,將很容易地想到其他應(yīng)用。并且,任何上述實施方式的特征或者方面至少在可行時可以與任何其他上述實施方式相結(jié)合地應(yīng)用,或者替代其對應(yīng)的特征或者方面。

相應(yīng)地,上述討論只是為了示例說明;本領(lǐng)域中的技術(shù)人員還將可想到仍然在僅由以下權(quán)利要求及其等同物所限制和定義的本公開內(nèi)容的精髓與范圍內(nèi)的其他設(shè)計、使用、替代、修改和改進等。

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