專利名稱：對輸入高速芯片的參數(shù)集進行自適應(yīng)調(diào)整的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對輸入高速芯片的參數(shù)集進行自適應(yīng)調(diào)整的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，大多數(shù)高速芯片的程序設(shè)計針對高速芯片的所有工作條件通常只具有一個參數(shù)集。也就是說，在現(xiàn)有技術(shù)中，將同一個參數(shù)集用于實現(xiàn)高速芯片的發(fā)射器和接收器在不同工作環(huán)境時的配置，但是，無法隨高速芯片的工作環(huán)境的溫度和電壓的變化實時地進行改變這些參數(shù)。例如，在強驅(qū)條件(高壓，低溫)下，芯片具有強輸出信號驅(qū)動能力，也即比較于典型條件(常規(guī)電壓，室溫)的情況，其輸出信號有更高的電壓擺幅和更快的信號邊沿；在弱驅(qū)條件(低壓，高溫)下，芯片具有弱輸出信號驅(qū)動能力，也即比較于典型條件的情況，輸出信號電壓擺幅降低和信號邊沿變緩，等。顯然，如果以同一個參數(shù)集來應(yīng)對各種工作條件，將會存在高速芯片上的信號接收質(zhì)量變差，以及功耗的增大的可能性。此外，根據(jù)當(dāng)前的設(shè)計規(guī)則，僅對電壓或溫度的兩個臨界點進行監(jiān)控。在所監(jiān)控的電壓或溫度值具有超越所允許的范圍的異常值時，將會出現(xiàn)硬件重置，而沒有有效利用在臨界點內(nèi)的溫度和電壓檢測信息。通常在設(shè)計上，溫度和電壓監(jiān)控會應(yīng)用于與安全檢測相關(guān)的應(yīng)用，如斷開電源、重置保護、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速等。但是在現(xiàn)有技術(shù)中，并沒有將溫度和電壓監(jiān)控用于具有高速接口的高速芯片輸出和輸入高速信號的完整性控制的設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了在高速芯片的高速通道上對輸入高速芯片的參數(shù)進行自適應(yīng)地調(diào)整，以實現(xiàn)信號接收質(zhì)量控制，并節(jié)約功率。為此，本發(fā)明提出了一種自適應(yīng)設(shè)計和策略，通過對高速芯片的溫度和電壓進行監(jiān)控，根據(jù)所監(jiān)控的溫度和電壓反饋，通過參數(shù)調(diào)整來更好地控制高速芯片的接收信號質(zhì)量并節(jié)約功耗。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出了一種對輸入高速芯片的參數(shù)集進行自適應(yīng)調(diào)整的設(shè)備，包括高速芯片；溫度檢測單元，用于檢測針對高速芯片的工作環(huán)境的溫度值；電壓檢測單元，用于檢測針對高速芯片的工作環(huán)境的電壓值；以及處理器單元用于從溫度檢測單元和電壓檢測單元中分別讀取針對高速芯片的工作環(huán)境的溫度和電壓值；根據(jù)預(yù)先存儲的映射表，獲得與所讀取的當(dāng)前溫度和電壓值相對應(yīng)的預(yù)定參數(shù)集；以及將所獲得的預(yù)定參數(shù)集中的參數(shù)寫入高速芯片。優(yōu)選地，所述處理器單元根據(jù)預(yù)定時間間隔，從溫度檢測單元和電壓檢測單元分別讀取時間和電壓值。優(yōu)選地，將針對不同工作環(huán)境的參數(shù)集分為多個層級，存儲在所述處理器單元中的映射表每兩個層級設(shè)置具有緩沖區(qū)，用以避免針對小的環(huán)境條件改變而進行不必要的參數(shù)改變。
優(yōu)選地，所述映射表中與不同工作條件下相對應(yīng)的預(yù)定參數(shù)集通過針對整個通道的仿真或測試來確定。優(yōu)選地，所述溫度檢測單元和電壓檢測單元位于高速芯片的外部、或集成于高速芯片的內(nèi)部。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種對輸入高速芯片的參數(shù)集進行自適應(yīng)調(diào)整的方法，包括從溫度檢測單元和電壓檢測單元中分別讀取針對高速芯片的工作環(huán)境的溫度和電壓值；根據(jù)預(yù)先存儲的映射表，獲得與所讀取的當(dāng)前溫度和電壓值相對應(yīng)的預(yù)定參數(shù)集；將所獲得的預(yù)定參數(shù)集中的參數(shù)寫入高速芯片。本發(fā)明的技術(shù)方案提供了在不同的環(huán)境條件下保證高速通道性能的自適應(yīng)方式， 可以在滿足接收條件的情況下，盡可能為高速芯片的高速通道節(jié)約功耗。


結(jié)合附圖，本發(fā)明的上述和其它方面、特征和優(yōu)點將從以下對于本發(fā)明的非限制性實施例的詳細(xì)描述中變得更加清楚，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于對輸入高速芯片的參數(shù)集進行自適應(yīng)調(diào)整的設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；圖給出了高速芯片的不同工作條件下的接收差分信號的眼圖；以及圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于對輸入高速芯片的參數(shù)集進行自適應(yīng)調(diào)整的方法流程圖。
具體實施例方式以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的示例性實施例進行描述。但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的范圍并不限于此，該示例性實施例僅用于描述目的，應(yīng)將其看作本發(fā)明的示例而非對本發(fā)明的任何限制，任何符合本發(fā)明實施例的方案均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。為了支持高速芯片的高速通道上的高速信號以較好的質(zhì)量傳輸，給予高速芯片信號調(diào)整的能力，可以通過將參數(shù)集中的一組參數(shù)寫入高速芯片的控制寄存器來設(shè)置該能力。參見圖1，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于對輸入高速芯片的參數(shù)集進行自適應(yīng)調(diào)整的設(shè)備100。該設(shè)備100包括處理器單元101，溫度檢測單元103，電壓檢測單元105，以及高速芯片107，該處理器單元101可以與高速芯片107進行通信。例如，該處理器單元101可以以中央處理器(CPU)、微處理器(MPU)或片上可編程系統(tǒng)(PSOC)等來實現(xiàn)。在處理器單元101中預(yù)先存儲有以不同的溫度和電壓構(gòu)成的不同工作條件與預(yù)定參數(shù)集的映射表。在該映射表中，不同工作條件下對應(yīng)的預(yù)定參數(shù)集可以通過針對整個通道的仿真或測試來確定。該預(yù)定參數(shù)集的確定首先應(yīng)當(dāng)考慮需要滿足高速通道上芯片接收接口信號完整性(即，信號質(zhì)量)的接收眼圖標(biāo)準(zhǔn)，其次，在滿足該接收眼圖標(biāo)準(zhǔn)時可以考慮節(jié)約功耗。應(yīng)注意，通過仿真高速信號通道的眼圖以確定參數(shù)集的方法，需要對仿真的電壓和溫度進行轉(zhuǎn)換處理。仿真時輸入的電源電壓是針對管腳位置，而電壓監(jiān)測點可能不在管腳位置，這樣從檢測點電壓到管腳電壓存在一個壓降，這個壓降值(一般比較小)可以通過壓降仿真或者測試得到。如果仿真時使用的芯片溫度是硅核的結(jié)溫，結(jié)溫與環(huán)境溫度之間存在一個偏差，這個偏差可以通過芯片資料提供的熱阻系數(shù)計算得到。通過校準(zhǔn)處理，檢測到的溫度和電壓與參數(shù)集實現(xiàn)了更準(zhǔn)確的匹配。通常，該預(yù)定參數(shù)集包括針對實現(xiàn)為發(fā)射器的高速芯片的例如擺幅、預(yù)加重等參數(shù)，以及針對實現(xiàn)為接收器的高速芯片的例如均衡、高頻提升等參數(shù)。越大的增強值將會引起更多的功耗。通常，以眼圖來表示接收信號的質(zhì)量，再與標(biāo)準(zhǔn)模板比較判斷是否滿足接收要求。 通過眼圖可以直接觀測到接收幅度(眼高)，接收時序(眼寬)等。下面以高速芯片在不同工作條件下的眼圖為例，說明如何通過仿真或測試過程中改變參數(shù)來確定與特定工作條件相對應(yīng)的預(yù)定參數(shù)集。針對特定的通道或者相似的一組通道，經(jīng)過仿真或者測試，可以有(溫度，電壓)<--> (輸出擺幅，輸出預(yù)加重，接收均衡)的參數(shù)匹配，將體現(xiàn)二者映射關(guān)系的映射表存儲于處理器單元中，處理器通過監(jiān)控器件監(jiān)視電壓和溫度變化，從而針對不同的溫度和電壓配置特定的參數(shù)組到高速芯片控制寄存器，實現(xiàn)對信號輸出和輸入的質(zhì)量調(diào)整。針對特定溫度電壓的這組參數(shù)配置，首先滿足正確接收要求，然后滿足降低功耗的要求。這些參數(shù)配置到高速芯片控制寄存器后，芯片管腳就按照參數(shù)值輸出對應(yīng)電壓，邊沿的信號。圖加-加給出了高速芯片的不同工作條件下的接收差分信號的眼圖。在針對整個通道的仿真或測試過程中，根據(jù)眼圖可以直觀地確定與所檢測到的溫度和電壓下的工作條件相對應(yīng)的預(yù)定參數(shù)集是否滿足信號接收標(biāo)準(zhǔn)。在強驅(qū)條件(低溫和高壓)或弱驅(qū)條件 (高溫和低壓)下的接收眼圖不同于典型條件(常規(guī)電壓，室溫)下的接收眼圖。通常，期望芯片的輸出信號有更高的電壓和更快的邊沿，以實現(xiàn)更高速的信號傳輸。由于線路上的電容效應(yīng)等影響，信號到達(dá)接收芯片邊沿會變緩，而這會影響接收芯片對信號的采樣。接收到的信號在采樣時刻之前和之后要保持足夠的‘建立’和‘保持’時間才能正確接收。因而為了確定與某一工作條件相對應(yīng)的預(yù)定參數(shù)集，首先必須滿足在該工作條件下的接收眼圖標(biāo)準(zhǔn)。其次，在滿足接收眼圖標(biāo)準(zhǔn)時，可以降低電壓擺幅，從而節(jié)約一些功耗。圖加給出了高速芯片的引腳處的在典型條件下的具有一般擺幅和預(yù)加重參數(shù)的接收差分信號的眼圖。圖2b給出了高速芯片的引腳處的在弱驅(qū)條件下的具有一般擺幅和預(yù)加重參數(shù)的接收差分信號的眼圖。從圖中可以看出，圖2b中的抖動比較大，眼寬不是很好。于是在仿真或者測試中改變參數(shù)，圖2c給出了引腳處在弱驅(qū)條件下具有更高擺幅和預(yù)加重參數(shù)的接收差分信號眼圖，該眼圖具有更好的眼寬，可以滿足接收標(biāo)準(zhǔn)要求。因此在弱驅(qū)條件下更多的是需要改
善信號質(zhì)量。圖2d給出了引腳處在強驅(qū)條件下的具有中等擺幅和預(yù)加重參數(shù)的接收差分信號眼圖，可見與接收標(biāo)準(zhǔn)相比存在一定余量，如果降低擺幅和預(yù)加重仍然能夠滿足接收要求并減少輸出功耗。圖加給出了圖2d (強驅(qū)條件)弓丨腳處的信號進入到均衡器之后的眼圖，可見由于均衡器對信號的改善，眼圖有了更大的擺幅，與接收標(biāo)準(zhǔn)相比，余量更大，因此可以采用擺幅拔高比較小的參數(shù)配置，減少不必要的功耗浪費。另外在弱驅(qū)條件下則可以米用擺幅拔高比較多的參數(shù)配置，來改善到達(dá)引腳處擺幅比較小的信號，以滿足眼圖接收要求可以看出，圖加中示出的眼圖足夠好。因而如果將發(fā)射器的擺幅電平降級，在接收器處可以具有可接受的眼圖。這意味著，存在更低的電壓輸出。因而在某種程度上可以節(jié)約功率。而在現(xiàn)代電子設(shè)計中，通常期望低功率設(shè)計。以下給出了 Virtex5 GTX接口一般性的眼圖標(biāo)準(zhǔn)作為參考。
權(quán)利要求
1.一種對輸入高速芯片的參數(shù)集進行自適應(yīng)調(diào)整的設(shè)備(100)，包括高速芯片(107)；溫度檢測單元(103)，用于檢測針對高速芯片(107)的工作環(huán)境的溫度值；電壓檢測單元(105)，用于檢測針對高速芯片(107)的工作環(huán)境的電壓值；以及處理器單元(101)用于從溫度檢測單元(10 和電壓檢測單元(10 中分別讀取針對高速芯片(107)的工作環(huán)境的溫度和電壓值；根據(jù)預(yù)先存儲的映射表，獲得與所讀取的當(dāng)前溫度和電壓值相對應(yīng)的預(yù)定參數(shù)集；以及將所獲得的預(yù)定參數(shù)集中的參數(shù)寫入高速芯片 (107)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備(100)，其中所述處理器單元(101)根據(jù)預(yù)定時間間隔， 從溫度檢測單元(10 和電壓檢測單元(10 分別讀取時間和電壓值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備(100)，其中將針對不同工作環(huán)境的參數(shù)集分為多個層級，存儲在所述處理器單元(101)中的映射表每兩個層級設(shè)置具有緩沖區(qū)，用以避免針對小的環(huán)境條件改變而進行不必要的參數(shù)改變。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備(100)，其中所述映射表中與不同工作條件下相對應(yīng)的預(yù)定參數(shù)集通過針對整個通道的仿真或測試來確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備(100)，其中所述溫度檢測單元(10 和電壓檢測單元 (105)位于高速芯片(107)的外部、或集成于高速芯片(107)的內(nèi)部。
6.一種對輸入高速芯片的參數(shù)集進行自適應(yīng)調(diào)整的方法，包括從溫度檢測單元(103)和電壓檢測單元(105)中分別讀取針對高速芯片(107)的工作環(huán)境的溫度和電壓值；根據(jù)預(yù)先存儲的映射表，獲得與所讀取的當(dāng)前溫度和電壓值相對應(yīng)的預(yù)定參數(shù)集；將所獲得的預(yù)定參數(shù)集中的參數(shù)寫入高速芯片(107)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中根據(jù)預(yù)定時間間隔，從溫度檢測單元(10 和電壓檢測單元(105)分別讀取時間和電壓值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中將針對不同工作環(huán)境的參數(shù)集分為多個層級，存儲在處理器單元(101)中的映射表每兩個層級設(shè)置具有緩沖區(qū)，用以避免針對小的環(huán)境條件改變而進行不必要的參數(shù)改變。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述映射表中與不同工作條件下相對應(yīng)的預(yù)定參數(shù)集通過針對整個通道的仿真或測試來確定。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述溫度檢測單元(10 和電壓檢測單元(105) 位于高速芯片(107)的外部、或集成于高速芯片(107)的內(nèi)部。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種對輸入高速芯片的參數(shù)集進行自適應(yīng)調(diào)整的設(shè)備(100)，包括處理器單元(101)、溫度檢測單元(103)、電壓檢測單元(105)、以及高速芯片(107)，其中所述處理器單元(101)用于從溫度檢測單元(103)和電壓檢測單元(105)中分別讀取針對高速芯片(107)的工作環(huán)境的溫度和電壓值；根據(jù)預(yù)先存儲的映射表，獲得與所讀取的當(dāng)前溫度和電壓值相對應(yīng)的預(yù)定參數(shù)集；以及將所獲得的預(yù)定參數(shù)集中的參數(shù)寫入高速芯片(107)。本發(fā)明還提出了一種對輸入高速芯片的參數(shù)集進行自適應(yīng)調(diào)整的方法。
文檔編號G06K1/12GK102567692SQ201010621259
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者喻駿, 郭松森 申請人:上海貝爾股份有限公司