或方法步驟并非旨在奉獻(xiàn)給公眾，無論所述元件、部件或方法步驟是否明確敘述于權(quán)利要求中。權(quán)利要求中的元件并非受到35U.S.C.112規(guī)定的約束，除非所述元件是由“裝置用于...(means for) ”的方式進(jìn)行明確的功能限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于執(zhí)行芯片到芯片通信的裝置，包括: 調(diào)制電路及解調(diào)電路，其基于差動(dòng)電流流動(dòng)、而非電流的絕對(duì)值，用于實(shí)現(xiàn)發(fā)射芯片與接收芯片之間的通信； 所述調(diào)制電路包括用于多個(gè)數(shù)據(jù)位及一個(gè)或多個(gè)軌跡脈沖中的每一個(gè)的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器及電流模式混合器，所述多個(gè)數(shù)據(jù)位中的每一個(gè)在多頻調(diào)制中是由數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬差動(dòng)電流并且在所述電流模式混合器中與用于其他數(shù)據(jù)位的模擬差動(dòng)電流輸出混合，在所述多頻調(diào)制中，所述差動(dòng)電流是響應(yīng)于在每個(gè)調(diào)制器電路內(nèi)不同電流模式混合器中的多個(gè)頻率中的每一個(gè)頻率處施加頻率載波而被調(diào)制；以及 所述解調(diào)電路包括用于從所述調(diào)制電路接收的的多個(gè)數(shù)據(jù)位及一個(gè)或多個(gè)軌跡脈沖中的每一個(gè)的電流模式混合器及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，藉此來自所述多個(gè)頻率的一頻率載波被施加至所述解調(diào)器中的每一個(gè)電流模式混合器，以便在經(jīng)由所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換回?cái)?shù)字信號(hào)之前解調(diào)所述模擬差動(dòng)載波。2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中在第一集成電路芯片中的約定數(shù)量的平行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)位被轉(zhuǎn)換為串行電流模式模擬信號(hào)，配置為用于通過所述調(diào)制器經(jīng)由單I/O線路與第二集成電路芯片中的解調(diào)器通信，所述解調(diào)器將所述模擬信息解調(diào)回平行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)位。3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述多頻調(diào)制包括正交振幅調(diào)制(QAM)。4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述正交振幅調(diào)制(QAM)是選自于由QAM8、QAM16、QAM32、QAM64、QAM128 或 QAM256 組成的 QAM 級(jí)的群組。5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述調(diào)制器、以及所述解調(diào)器中的每一個(gè)電流模式混合器接收至少兩個(gè)模擬信號(hào)中的一個(gè)以及調(diào)制載波。6.如權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括低通濾波器，所述低通濾波器在通過所述電路模式混合器執(zhí)行混合之后被施加至所述解調(diào)器中，以濾除相鄰頻帶信號(hào)。7.如權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括在所述解調(diào)器內(nèi)的所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器中引入滯后閾值法以避免不正確信號(hào)生成。8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器結(jié)合比較器，所述比較器包含具有可調(diào)滯后值的電流鏡及電流模式施密特觸發(fā)器，用于執(zhí)行所述滯后閾值法。9.如權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括位于所述解調(diào)電路內(nèi)的直流降低電路，所述直流降低電路配置為，在將所述接收到的差動(dòng)電流信號(hào)發(fā)送至所述解調(diào)電路內(nèi)的所述混合器之前，降低直流水平以及相關(guān)聯(lián)的功耗。10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述直流降低電路確保電流模式混合器的差動(dòng)電流總和被保持在期望的閾值。11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述電流模式混合器使用混合載波，所述混合載波是所述多頻調(diào)制中所使用的數(shù)字操控信號(hào)的四分之一占空比。12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述四分之一占空比信號(hào)的應(yīng)用避免了多頻調(diào)制中信道之間的干擾。13.如權(quán)利要求11所述的裝置，進(jìn)一步包括一四相混合載波，以保持快速電流操控并避免所述電流模式混合器的差動(dòng)晶體管對(duì)中電流的電流貧乏。14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述多個(gè)位包括8位、或其他預(yù)定數(shù)量的位的字節(jié)。15.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述芯片到芯片通信距離是三英寸或小于三英寸。16.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述芯片到芯片通信裝置，無論在單端或者差動(dòng)模式中，相較于現(xiàn)有電壓信號(hào)，均受益于降低的功耗、較短的延遲、對(duì)相鄰直通硅穿孔間干擾的較高耐受性以及對(duì)過程變量的較高耐受性。17.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置配置為用于自動(dòng)調(diào)節(jié)DC電流以移除非期望的差動(dòng)DC電流模式，以保持強(qiáng)化的信號(hào)對(duì)背景比以及降低的功耗。18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述DC電流的自動(dòng)調(diào)整移除響應(yīng)芯片制作過程變量而產(chǎn)生的過程變量所引起的非期望DC電流分量。19.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中在所述電流模式中運(yùn)行時(shí)，使用所述解調(diào)器的芯片的輸入阻抗與電壓模式中運(yùn)行時(shí)的輸入阻抗，藉此使用所述調(diào)制器的芯片發(fā)射在電流模式運(yùn)行中是受到較輕的負(fù)載而導(dǎo)致在較大電容負(fù)載下較高速的通信。20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述解調(diào)器受益于使用所述差動(dòng)電流流的較低輸入阻抗，所述差動(dòng)電流流為電流模式，以及，與依賴通信的電壓模式形式的電路相比，對(duì)于主要在電壓模式中運(yùn)行的相鄰直通娃穿孔(through-silicon-vias，TSVs)產(chǎn)生的平擾噪聲較不敏感。21.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置被結(jié)合至多頻帶正交振幅調(diào)制(QAM)芯片到芯片收發(fā)器電路內(nèi)。22.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置可應(yīng)用至二維或三維芯片到芯片集成電路連接。23.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置被結(jié)合到集成電路內(nèi)以允許所述芯片與多個(gè)其他集成電路芯片之間的通信，而所述多個(gè)其他集成電路芯片是位于短距離內(nèi)并且也結(jié)合至所述芯片到芯片通信裝置。24.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述多個(gè)頻率包括至少一第一頻率及第二頻率。25.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述頻率載波是在所述調(diào)制電路及所述解調(diào)電路內(nèi)的正交振幅調(diào)制(QAM)中使用的，并且包括90度異相調(diào)制載波。26.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中每一所述調(diào)制器電路或解調(diào)器電路配置用于QAM，并且具有所述電流模式混合器中的二個(gè)電流模式混合器，一個(gè)電流模式混合器用于編碼或譯碼Q信道，以及用于編碼或譯碼I信道。27.一種用于執(zhí)行芯片到芯片通信的裝置，包括: 調(diào)制電路及解調(diào)電路，其基于差動(dòng)電流流動(dòng)、而非電流的絕對(duì)值，用于實(shí)現(xiàn)發(fā)射芯片與接收芯片之間的通信； 所述調(diào)制電路包括用于多個(gè)數(shù)據(jù)位和一個(gè)或多個(gè)軌跡脈沖中的每一個(gè)的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器及電流模式混合器，所述多個(gè)數(shù)據(jù)位中的每一個(gè)在多頻調(diào)制中由數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬差動(dòng)電流并且在所述電流模式混合路中與用于其他數(shù)據(jù)位的模擬差動(dòng)電流輸出混合，在所述多頻調(diào)制中，所述差動(dòng)電流是響應(yīng)于將頻率載波施加至每個(gè)調(diào)制器電路中不同電流模式混合器內(nèi)的多個(gè)頻率中的每一頻率而被調(diào)制； 所述解調(diào)電路包括用于從所述調(diào)制電路接收的多個(gè)數(shù)據(jù)位及一個(gè)或多個(gè)軌跡脈沖中的每一個(gè)的電流模式混合器及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，藉此來自所述多個(gè)頻率的一個(gè)頻率載波被施加至所述解調(diào)器中的每一個(gè)電流模式混合器，以便在經(jīng)由所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換回?cái)?shù)字信號(hào)之前先解調(diào)所述模擬差動(dòng)載波；以及 其中在第一集成電路芯片中的約定數(shù)量的平行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)位被轉(zhuǎn)換為串行電流模式模擬信號(hào)，所述串行電流模式模擬信號(hào)配置為用于通過所述調(diào)制器經(jīng)由單一 I/O線路與在第二集成電路芯片中的解調(diào)器通信，而所述第二集成電路芯片中的解調(diào)器將所述模擬信息解調(diào)回平行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)位。28.一種用于執(zhí)行芯片到芯片通信的裝置，包括: 調(diào)制電路及解調(diào)電路，其基于差動(dòng)電流流，而非電流的絕對(duì)值，用于實(shí)現(xiàn)發(fā)射芯片與接收芯片之間通信； 所述調(diào)制電路包括用于多個(gè)數(shù)據(jù)位及一個(gè)或多個(gè)軌跡脈沖中的每一個(gè)的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器及執(zhí)行正交振幅調(diào)制(Quadrature Amplitude Modulat1n，QAM)的電流模式混合器，所述多個(gè)資料位中的每一個(gè)在多頻調(diào)制中由數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬差動(dòng)電流并且在所述電流模式混合器中與用于其他數(shù)據(jù)位的模擬差動(dòng)電流輸出混合，所述多頻調(diào)制中，差動(dòng)電流響應(yīng)于將頻率載波施加至每一調(diào)制器電路中不向電流模式混合器內(nèi)多個(gè)頻率中的每一頻率處； 所述解調(diào)電路包括用于接收自所述調(diào)制電路的多個(gè)數(shù)據(jù)位及一個(gè)或多個(gè)軌跡脈沖中的每一個(gè)的執(zhí)行正交振幅解調(diào)(QAM)的電流模式混合器及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，藉此來自所述多個(gè)頻率中的頻率載波被施加至所述解調(diào)器中的每一電流模式混合器，以便在經(jīng)由所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換回?cái)?shù)字信號(hào)之前先解調(diào)所述模擬差動(dòng)載波；以及 其中第一集成電路芯片中的約定數(shù)量的平行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)位被轉(zhuǎn)換為串行電流模式模擬信號(hào)，所述串行電流模式模擬信號(hào)配置為用于通過所述調(diào)制器經(jīng)由單一 I/O線路與第二集成電路芯片中的解調(diào)器通信，所述第二集成電路芯片中的解調(diào)器將模擬信息解調(diào)成平行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)位。
【專利摘要】提出一種芯片到芯片通信電路，其特別好地適用于由一集成電路(芯片)至另一集成電路(芯片)的短距離通信(幾英寸之內(nèi))。所述電路優(yōu)選地使用多頻正交振幅調(diào)制(Quadrature？Amplitude？Modulation，QAM)機(jī)制，用于將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)位由平行形式轉(zhuǎn)換為串行模擬流，以實(shí)現(xiàn)通過芯片I/O連接進(jìn)行的通信。采用了發(fā)射器中的差動(dòng)電流模式調(diào)制，以及接收器中的解調(diào)，其降低了延遲及功耗，同時(shí)提高了制造良率及對(duì)過程變量的彈性。
【IPC分類】H03M3/00
【公開號(hào)】CN105324941
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480024418
【發(fā)明人】李小炅, 張懋中, 曹偉漢, 金楊效
【申請(qǐng)人】加利福尼亞大學(xué)董事會(huì)
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2014年4月25日
【公告號(hào)】EP2995005A1, US20160134460, WO2014182474A1