脈沖寬度調制接收器電路的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明的實施例概括而言設及高速輸入/輸出（I/O)收發(fā)器領域。更具體而言， 本發(fā)明的實施例設及用于接收脈沖寬度調制（PWM)信號的裝置、系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0002] 半導體設備、計算機W及其他數(shù)字系統(tǒng)不斷提高它們的操作數(shù)據(jù)率，包括數(shù)字差 分信號的傳輸?shù)脑絹碓礁叩霓D換率。轉換率是指數(shù)字信號在各狀態(tài)之間轉換的速率。一代 接一代的數(shù)字設備接近類似每秒千兆次、甚至每秒數(shù)十千兆次的高速輸入/輸出（I/O)通 信數(shù)據(jù)率。一個問題是隨著轉換率的提高，信號完整性劣化。因此，越來越迫切地需要能夠 通過準確地識別差分信號轉換和差分信號狀態(tài)而適應該樣的高轉換率的高速I/O接收器。
[0003] 此外，隨著功耗變?yōu)橄M電子產品（例如，平板PC、智能電話、低功率膝上型計算 機或筆記本電腦等）的標準性能衡量基準，在消費（或者其他）設備的處理器中使用的傳 統(tǒng)高速輸入/輸出（I/O)收發(fā)器對于低功率操作而言已經(jīng)不是最佳選擇了。該樣的傳統(tǒng)高 速I/O收發(fā)器具有很多模擬部件，它們無法升級W適應更新的處理技術。傳統(tǒng)的高速I/O 收發(fā)器不能滿足用于在2011年2月8日提出的并且于2011年4月28日批準的M-PHY 6? 版本1. 00. 00的移動行業(yè)處理器接口（MIPI⑧）聯(lián)盟規(guī)范中描述的MIPI⑧的嚴格低功率 規(guī)范。
【附圖說明】
[0004] 本發(fā)明的各種實施例在附圖的圖中作為示例而非限制性地示出，并且其中：
[0005] 圖1是示出了包括接收器邏輯的系統(tǒng)的元素的框圖，所述接收器邏輯用于根據(jù)實 施例來對經(jīng)由輸入/輸出（I/O)鏈路交換的數(shù)據(jù)進行評估。
[0006] 圖2是示出了用于傳輸根據(jù)實施例評估的數(shù)據(jù)的脈沖寬度調制（PWM)波形的元素 的時序圖。
[0007] 圖3A是示出了由根據(jù)實施例生成的控制信號指示的狀態(tài)轉換的元素的狀態(tài)圖。 [000引圖3B是示出了由根據(jù)實施例生成的控制信號指示的狀態(tài)轉換的元素的狀態(tài)圖。
[0009] 圖3C是示出了受到根據(jù)實施例的評估的數(shù)據(jù)信號的元素的時序圖。
[0010] 圖4示出了根據(jù)實施例的用于對接收到的數(shù)據(jù)信號進行評估的方法的元素的流 程圖。
[0011] 圖5A是示出了用于根據(jù)實施例對數(shù)據(jù)信號進行評估的接收器電路的元素的混合 框圖/電路圖。
[0012] 圖5B是示出了由用于根據(jù)實施例對數(shù)據(jù)信號進行評估的接收器電路進行的操作 的元素的時序圖。
[0013] 圖6是示出了用于根據(jù)實施例對接收到的數(shù)據(jù)信號進行評估的方法的元素的流 程圖。
[0014] 圖7A是示出了用于根據(jù)實施例對數(shù)據(jù)信號進行評估的接收器電路的元素的混合 方框/電路圖。
[0015] 圖7B示出了由用于根據(jù)實施例對數(shù)據(jù)信號進行評估的接收器電路進行的操作的 元素的時序圖。
[0016] 圖8是示出了用于根據(jù)實施例交換要評估的數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)的元素的框圖。
【具體實施方式】
[0017] 本文所論述的實施例概括而言設及用于提供對發(fā)送至高速/0接收器電路的數(shù)據(jù) 進行評估的功能的設備、系統(tǒng)和方法。在一個實施例中，接收器電路包括邊緣檢測器，W接 收數(shù)據(jù)信號并且響應于所述數(shù)據(jù)信號的上升沿生成對第一信號的轉換。所述接收器電路還 可W包含包括了多級的移位電路，從而響應于所述轉換而接收一位，并且基于時鐘信號來 對所述位進行移位。所述接收器電路還可W包括計數(shù)器，其響應于來自多級的所述位的輸 出而開始計數(shù)；W及檢測器邏輯，其用于檢測所述計數(shù)值。基于所述值，所述檢測器邏輯可 W生成控制信號，W用于使物理層接收器邏輯準備轉換至突發(fā)操作模式。
[0018] 在另一實施例中，接收器電路包括第一邏輯，所述第一邏輯基于時鐘信號和數(shù)據(jù) 信號來生成第一信號，所述第一信號包括第一脈沖序列。所述接收器電路還可W包括分頻 器，其接收所述第一信號并且生成第二信號，所述第二信號包括基于所述第一脈沖序列的 第二脈沖序列。所述接收器電路還可W包括循環(huán)計數(shù)器，所述循環(huán)計數(shù)器接收所述第二信 號，并且響應于所述第二脈沖序列的N個周期的完成而斷言（assert)控制信號，其中，N為 整數(shù)，所述控制信號用于指示對物理層接收器邏輯的線路重置。在實施例中，所述第一邏輯 還基于所述控制信號來接收反饋信號，所述反饋信號用于限制由所述第一邏輯對所述分頻 器的激活，其中，所述第一邏輯基于所述反饋信號來生成所述第一信號。
[0019] 圖1示出了包括接收器邏輯的系統(tǒng)100的元素，所述接收器邏輯用于根據(jù)實施例 來對經(jīng)由輸入/輸出（I/O)鏈路接收的差分數(shù)據(jù)信號進行評估。在一個實施例中，每一個接 收器（例如，102i、1022、……、102w)包括用于對差分數(shù)據(jù)信號進行評估的相對應的邏輯架 構103i、1032、……、103w。盡管系統(tǒng)100在本文中被描述為由用于2011年2月8日提出的 并且于2011年4月28日批準的M-PHY 6?版本1. 00. 00的MIPI?聯(lián)盟規(guī)范定義的MIPI風 M-PHY?鏈路，但是在其他實施例中，系統(tǒng)100是可操作用于在其接收器處進行高速數(shù)據(jù)恢 復的任何I/O鏈路。
[0020] 在一個示例性實施例中，系統(tǒng)100包括MIPI⑩M-PHY6*?鏈路，其包括MIPI⑥ M-PHY(sm)發(fā)射器（M-TX) 101 1、1012、……、101n、點到點互連 DIF_P 105i、1052、……、105N 和 DIF-N 106i、1062、......、106"W及 MIPI飯 M-PHY(她接收器（M-RX) 102 !、lOS]、......、102"。 在本文論述的其他實施例中，M-RX 102i、1022……102w包括邏輯架構103 1、1032、……、103^， 它們中的一個或多個用于對接收到的差分數(shù)據(jù)信號進行評估。系統(tǒng)100包括通路1-N，其 中，每一條通路包括M-TX、M-RX、W及形成LI肥的點到點互連DIF_P和DIF_N對。本文的 術語"DIF_P"和"DIF_N"是指由用于2011年4月28日提出的和2011年2月8日批準的 M-PHY 6?版本1. 00. 00的MIPI飯聯(lián)盟規(guī)范中定義的差分信號。
[0021] 在一個實施例中，系統(tǒng)100的發(fā)射器和接收器處于消費電子（C巧設備中的不同處 理器中。在一個實施例中，所述CS設備可W是平板PC、智能電話、或者任何其他該樣的計算 設備。在一個實施例中，系統(tǒng)100禪合至顯示單元（未示出），所述顯示單元可操作的用于 顯示由接收器102i接收到的數(shù)據(jù)的版本。在一個實施例中，所述顯示單元為觸控板。
[0022] 為了不使本發(fā)明的實施例難W理解，將論述TX 101i、DIF_P 105i、DIF_N 106i、RX 102i和邏輯單元103 1。所述論述適用于系統(tǒng)100的其他TX和RX邏輯。
[002引在一個實施例中，來自TX lOli的信號是差分PWM信號值IF_P 105i和DIF_N 106i)。在一個實施例中，RX 102i包括將差分信號轉換為PWM單端信號的第一級。在一個 實施例中，所述PWM單端信號是由邏輯單元l03i接收的，并且其被轉換為不歸零（NR幻信 號，W用于進一步處理。
[0024] 圖2示出了本文描述的實施例中使用的脈沖寬度調制（PWM)波形200的元素。 PWM是在波形的占空比中攜帶數(shù)據(jù)信息的位調制方案。在一個實施例中，點到點互連DIF_P 105i、1052、……、105n和 DIF_N 106 1、1062、……、106"發(fā)送 PWM 波形（還被稱為 DIF_P 105 i 和DIF_N 105i)。所述PWM方案具有自計時特性，該是因為時鐘信息在PWM波形200的周期 中。PWM波形200中的每一位由兩個子相的組合構成，即DIF_N 106i隨后是DIF_P105i。所 述兩個子相中的一個比另一個長，即，Tp胃胃其取決于PWM波形200中的位是二 進制"1"還是二進制"0"。PWM波形200中的二進制信息在DIF_N 106i和DIF_P 105i狀態(tài) 的持續(xù)時間的比率中。
[0025] 例如，如果對于位周期的大部分而言，LI肥狀態(tài)為DIF_P，那么該位為二進制 "1" 201 (PWM-bl)。否則，如果對于位周期的大部分而言，LI肥狀態(tài)為DIF_N，那么該位為二 進制"0" 202 (PWM-bO)。本文的術語"LI肥"是指點到點差分串聯(lián)。
[0026] PWM波形200的每一個位周期包含兩個沿，其中，下降沿處于固定位置，而上升沿 位置是被調制的。因此，PWM位流203明確地包含具有周期Tp胃的位時鐘，周期T P胃等于一 位的持續(xù)時間。在一個實施例中，RX 102i的邏輯單元103 1可操作地用于對PWM波形200 進行處理，W評估其轉換和/或狀態(tài)。
[0027] 某些實施例不同地提供了用于對數(shù)據(jù)信號進行評估W確定接收器是否被配置用 于特定模式的技術或機制。圖3A示出了包括各種狀態(tài)（本文中還被稱為模式）的狀態(tài)圖 300的元素，所述各種狀態(tài)與例如提供了 Mr門吸M-PHyKm啦收器102 1、1022……102沖的 一個或多個的功能的接收器的相應的模式相對應。例如，狀態(tài)圖300可W通過I型接收模 塊的狀態(tài)機（M-R幻來實現(xiàn)，但是某些實施例不受該方面限制。MI門飯M-PHY?規(guī)范定義 了該樣的I型M-RX的特征。
[002引在實施例中，根據(jù)狀態(tài)圖300工作的接收器可W包括或者禪合至電路（例如，邏輯 單元1031)，W評估基于接收到的PWM數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)信號。該樣的評估可W使得所述電 路生成控制信號，從而至少部分地實現(xiàn)物理層接收器邏輯（例如，M-RX 102i的其他邏輯） 向突發(fā)操作模式的轉換。作為示例性而非限制性的，在某一時間點上，所述物理層接收器邏 輯可W被配置用于狀態(tài)圖300的STA化模式310,例如，其中，STA化模式310是所述接收 器參與高速突發(fā)數(shù)據(jù)交換的時間之間的功率節(jié)省狀態(tài)。STA化模式310可W包括例如根據(jù) MIPI⑧M-PHY 6?規(guī)范的I型M-RX的STA化模式的特征中的一些或全部。
[0029] 當接收器處于STA化模式310中時，邏輯單元103i例如可W對數(shù)據(jù)信號進行評估， W檢測所接收到的差分數(shù)據(jù)信號的DIF-P(或類似地，DIF-N)是否處于特定的邏輯值上，例 如，二進制"1"。邏輯單元103i還可W檢測DIF-P是否在某一闊值時間段內一直處于該邏 輯值上。
[0030] 例如，如果所述電路檢測到至少在某一闊值時間內所述DIF-P都被斷言為高，那 么所述電路可W生成控制信號，W指示物理層接收器邏輯將轉換至突發(fā)模式，例如，狀態(tài)圖 300中所示的高速突發(fā)化S-BURST)模式320。服-BURST模式320可W包括根據(jù)MIPI⑥ M-PHY 6*?規(guī)范的I型M-RX的服-BURST模式的特征中的一些或全部。在該樣的實施例中， 所述闊值時間段可W是MIPI? M-PHY?規(guī)范中定義的Ths_pkepake。相反，如果所述電路相反 地確定DIF-N正被斷言，或者DIF-P至少在闊值時間段內沒有被持續(xù)斷言，那么所述電路可 W在任何信令之前指示模式改變，并且所述物理層接收器邏輯可W保持在STA化模式310 的配置中。
[0031] 圖3B示出了另一狀態(tài)圖330的元素，另一狀態(tài)圖330描述了響應于根據(jù)實施例的 數(shù)據(jù)評估的接收器的模式改變。狀態(tài)圖330可W包括狀態(tài)圖300的特征中的一些或全部， 但是某些實施例不受該方面的限制。例如，狀態(tài)圖330可W由與MIPI⑥M-PHY 6?規(guī)范中的 I型M-RX的定義兼容的接收器的狀態(tài)機實現(xiàn)。
[0032] 與狀態(tài)圖300的論述類似，根據(jù)狀態(tài)圖3