專利名稱：串行互聯(lián)多通道的對齊和糾偏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及高速數(shù)據(jù)通信，具體地，涉及減小用于接收、 串并轉(zhuǎn)換、對齊高速串行數(shù)據(jù)的多個數(shù)據(jù)流的電路的復(fù)雜性。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了高度集成電路，其包含百萬個晶 體管以及多種其他元件和互連。由前述發(fā)展產(chǎn)生的集成電路以相對低 的價格提供了重要的電氣性能。這些發(fā)展已經(jīng)被集成在數(shù)字集成電路 和模擬集成電路中，這些發(fā)展已經(jīng)導(dǎo)致了非常多的消費(fèi)電子產(chǎn)品的產(chǎn) 生，包括其中在多個集成電路或模塊之間需要數(shù)據(jù)高速通信、或發(fā)送 的產(chǎn)品。
通常，通過諸如提高并行數(shù)據(jù)通信通路的數(shù)量之類的方法來滿 足對增大數(shù)據(jù)發(fā)送率的需要。也就是，通常使用更寬的總線來滿足對 增大數(shù)據(jù)發(fā)送率的需要。然而，這種方法有一些缺點(diǎn)。例如，寬并行 總線占用更多的板空間并從而導(dǎo)致成本的增大。另外，寬并行總線通 常要求芯片上或集成電路上有更多的引腳數(shù)，這些芯片或集成電路與 這些寬并行總線連接，反過來，這又占用更多的芯片面積，并需要更 大的封裝，這兩個因素都導(dǎo)致高成本。
另一個處理增大的數(shù)據(jù)發(fā)送速率的方法是提供較少的信號通 路，這些信號通路以更高的速度發(fā)送數(shù)據(jù)。通常，這樣的安排用于發(fā) 送方的串并轉(zhuǎn)換，以及接收方的并串轉(zhuǎn)換。
當(dāng)代的很多架構(gòu)為集成電路和/或模塊之間的數(shù)據(jù)通信提供了 高速串行通路來取代寬并行總線。這樣的架構(gòu)提供的優(yōu)點(diǎn)包括，但不 限于，減小的引腳數(shù)量以及減小的板空間要求。
在一些例子中，為了增大有效數(shù)據(jù)發(fā)送速率，提供了多個高速 串行數(shù)據(jù)通路。遺憾的是，傳統(tǒng)的集成了多個高速串行數(shù)據(jù)通路的系
5統(tǒng)受到偏移問題的影響，必須提供諸如緩沖存儲器和控制邏輯之類的 額外的電路來對數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募m偏和重新對齊。
所需要的是在集成電路和/或模塊之間提供高速串行數(shù)據(jù)通信 的方法和設(shè)備，其減小或消除了對用于糾偏和/或重新對齊的緩沖存 儲器和控制邏輯的需要。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了用于在發(fā)送器和接收器之間沿多個串行鏈 路或通道進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的方法和設(shè)備，其使發(fā)送器以下述方式沿多個 串行鏈路中的每一條發(fā)送串行位組確保每個組的首位以正確的順序 到達(dá)接收終端。
本發(fā)明的多個實(shí)施例包括聲明通道間最大偏移的預(yù)算。在這樣 的實(shí)施例中，在確定通道間的偏移預(yù)算之后，將要被發(fā)送的數(shù)據(jù)分成
N位的組，其中，N是任何比M承S大的合適的數(shù)，M是通道數(shù)，S 是以位時間計的預(yù)算的偏移。


只通過示例的方式，參照附圖，現(xiàn)在對其他的特性和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行
描述，其中
圖1是傳統(tǒng)系統(tǒng)的示意框圖，其包括多個在數(shù)據(jù)發(fā)送器和數(shù)據(jù) 接收器之間的串行鏈路，另外還示出了字節(jié)重新排序緩沖存儲器，其 用于支持糾偏和重新對齊操作。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的示意框圖，其中，在串行鏈路的發(fā)
送方引入了預(yù)定的延遲，以便消除在接受方的數(shù)據(jù)重新對齊操作。 圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
通常，本發(fā)明涉及提供用于減小或消除在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)接收器中 出現(xiàn)的糾偏和重新對齊的開銷的方法和裝置。具體地，通過在多個串 行鏈路(已知為通道)的幾個不同鏈路的發(fā)送上引入預(yù)定量的延遲，已知數(shù)據(jù)順序到達(dá)接收器，從而不需要進(jìn)行字節(jié)重新對齊字節(jié)順序。
這里提及的"一個實(shí)施例"、"一種實(shí)施例"或類似的系統(tǒng)陳 述是指結(jié)合實(shí)施例所描述的特定的特性、結(jié)構(gòu)、操作或特征包含在本 發(fā)明的至少一個實(shí)施例中。從而，這里出現(xiàn)的這樣的說法或系統(tǒng)陳述 并不一定指的是同一實(shí)施例。而且，在一個或多個實(shí)施例中，多個特 定的特性、結(jié)構(gòu)、操作或特征可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞浇Y(jié)合在一起。
通常，在電子領(lǐng)域中，經(jīng)?；Q使用術(shù)語集成電路(IC)、半 導(dǎo)體器件、單片器件、微電子器件和芯片。本發(fā)明適用于所有上述器 件在該領(lǐng)域的通常理解。
當(dāng)串行鏈路用于數(shù)據(jù)通信時，通常為并行的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為串行 位流，然后通過串行鏈路被發(fā)送。在接收終端，串行位流被轉(zhuǎn)換回并 行數(shù)據(jù)，以便以并行的方式使用它。應(yīng)當(dāng)理解的是，互聯(lián)的帶寬受到 串行位流的位速率的限制。
一種用于增大由前述串行鏈路所提供的帶寬的方法是提供多個 串行通道。對于發(fā)送器，這只不過需要在同一時間發(fā)送兩個、三個、 四個或更多的位數(shù)。例如，如果有兩個通道，那么可以一次發(fā)送兩個 位。在每一個隨后的位周期，發(fā)送另兩個位。如果位被標(biāo)記為
0，1，2, 3,4，5，6，7…，那么，在第一個位時間內(nèi)一起發(fā)送位0和1，
在第二個位時間內(nèi)一起發(fā)送2和3，以此類推。 一次發(fā)送的串行位數(shù)
通常被稱為通道數(shù)?？紤]四車道公路，其可以承載比二車道公路多一 倍的汽車(串行位)。
如果互聯(lián)是同步的(即，數(shù)據(jù)定時與諸如時鐘沿之類的某一同 步事件相關(guān))，那么，可以預(yù)期在同一同步事件下的這些位基本上在 同一時間到達(dá)接收器。然而，完全同步串行鏈路在頻率上受到極大的 限制，這反過來限制了帶寬。為了工作在更高的頻率，用于驅(qū)動串行 線的電路可能要實(shí)現(xiàn)嵌入式同步技術(shù)，其中，串行數(shù)據(jù)以下述方式編 碼接收器可以從串行數(shù)據(jù)中恢復(fù)"時鐘"。在從串行數(shù)據(jù)流中恢復(fù) 時鐘的情況下，可能在通道之間產(chǎn)生偏移。利用上述的示例，位1 可能在位0之前到達(dá)。可替換地，位0可能和位3—起到達(dá)，然后， 位2可能和位5—起到達(dá)，等等。在非常高的頻率時，這可能實(shí)際上是通道間的偏移的多個位時間。為了恢復(fù)原始位流，接收器必須能夠 重新對齊這些位。這種處理被稱為位流糾偏。
對通道進(jìn)行糾偏的通常方法是利用分別沿每個通道發(fā)送的同步 碼。如果在同一時間沿每個通道發(fā)送同步碼，那么接收器可以檢測接 收到這些同步碼間的延遲，并利用該信息來獲悉如何對接收到的位流 進(jìn)行糾偏。這種方法的一個缺點(diǎn)是接收器執(zhí)行所有困難的工作。發(fā)送 器沒有做任何使糾偏對接收器簡單的事情。如果用昂貴的制造工藝或
者一種不是非常適合于數(shù)字邏輯的工藝(例如DR認(rèn)工藝)來實(shí)現(xiàn)接
收器，這將是一個問題。還可以是這種情況將所有的工作推至一個 終端，導(dǎo)致一種比將所需的工作在發(fā)送器和接收器之間分開所實(shí)現(xiàn)的 設(shè)計更加復(fù)雜的設(shè)計。
本發(fā)明的多個實(shí)施例使起始器即發(fā)送器以下述方式沿每個通道 發(fā)送串行位組確保每個組(每個通道)的首位以正確的順序到達(dá)接 收端。
本發(fā)明的多個實(shí)施例包括聲明或確定通道間的最大偏移預(yù)算。 在這樣的實(shí)施例中，在確定通道間的偏移預(yù)算之后，要被發(fā)送的數(shù)據(jù)
被分成N位的組，其中，N是任何比M承S大的合適的數(shù)，其中M是通 道數(shù)，S是以位時間計的預(yù)算偏移。
例如，在2個通道和5個位時間的偏移預(yù)算情況下，N必須比 10大。在該例中，16 (兩個字節(jié))會是一個好的選擇。在4個通道 和5個位時間的情況下，N必須大于4*5=20，因此，也許24位(三 個字節(jié))會是一個合適的選擇。
然后，發(fā)送器捕獲要被發(fā)送的數(shù)據(jù)的第一個N位，并開始在通 道0上發(fā)送這些位。將在通道1上發(fā)送接下來的N位，但要在過去 N/M個位時間之后。在每個通道上持續(xù)這種情況，直到在所有的通道 上開始發(fā)送位組。大概N/M個位時間之后(可能加一或減一，因?yàn)?N/M通常在一個整數(shù)附近)，發(fā)送器在通道O上發(fā)送另一個N位組。
考慮本發(fā)明的具有兩通道以及5個位時間偏移的說明性示例。 方便起見，將位數(shù)選擇為N-16。沿通道0發(fā)送捕獲的字節(jié)0和字節(jié)1。 隨后，開始在8位周期之后的時間點(diǎn)，在通道1上開始發(fā)送字節(jié)2
8和字節(jié)3。 8個位時間后(即，在開始后的總的16個位時間)，開始 在通道0上發(fā)送字節(jié)4和字節(jié)5。在這個例子中，在接收端，通道l 上的位可能在通道O上的位之后8個位時間到達(dá)。然而，由于5個位 時間的偏移預(yù)算，通道1的位可能在通道O上的位之后3個位時間到 達(dá)，或者可能在通道O上的位之后13個位時間到達(dá)。無論如何，通 過通道1發(fā)送的第一個N位組總是在通道0上的第一個N位組之后并 在通道0上的第二個N位組之前到達(dá)。這使得對于接收器而言，由于 保證了到達(dá)順序，能夠很容易地對這些組進(jìn)行糾偏。
考慮更復(fù)雜的具有2個通道和9位的偏移預(yù)算的說明性示例。 這里假定選擇N=24 (必須比2*9=18大)。第一個24位組在時間0 在通道O上開始。在12個位時間后(24/2=12)，第二個24位組在 通道1上開始。在接收端，通道1的數(shù)據(jù)可能早至3個位時間(12-9) 之后到達(dá)或者晚至21個位時間(12+9)之后到達(dá)，但它總是在通道 0上發(fā)送的第一個和第二個組之間到達(dá)。
參照圖3，對根據(jù)本發(fā)明的說明性過程300進(jìn)行描述。在第一個 操作中，對通道間的偏移進(jìn)行確定302?？梢砸匀魏魏线m的方式進(jìn)行 這個確定，例如，發(fā)送器可以參照動態(tài)更新的表。這樣的表可能布置 在發(fā)送器集成電路中，或者，它可以布置在發(fā)送器集成電路外部?？?替換地，對于特定的設(shè)計，可以表征通道間的偏移，而且，在工廠中， 可以將偏移預(yù)編程在發(fā)送器裝置中。對被分在發(fā)送組中的位數(shù)N進(jìn)行 確定304。如上所述，N比M》S大，其中M是通道數(shù)，S是以位時間 計的偏移。然后，從存儲器中捕獲306N位，這樣的存儲器可以指發(fā) 送緩沖存儲器或存儲器FIFO。可以用任何合適的存儲元件來容納被 發(fā)送的數(shù)據(jù)。然后，開始發(fā)送308捕獲的數(shù)據(jù)，其中，在多個通道的 一個指定通道上發(fā)送數(shù)據(jù)?？梢杂萌魏魏线m的裝置來指示在其上發(fā)送 的合適的通道。在一個實(shí)施例中，用指針來指示通道，然后遞增310 或者更新該指針，以便它指向要在其上發(fā)送數(shù)據(jù)的下一個通道。然后， 捕獲312發(fā)送數(shù)據(jù)的接下來N位。確定314自上一個發(fā)送開始是否已 經(jīng)過去了 N/M個位時間。如果314的確定結(jié)果是否定的，過程300 等待確定結(jié)果變?yōu)榭隙ǖ?。?dāng)314的確定結(jié)果是肯定的，確定316是否有多個數(shù)據(jù)要發(fā)送。如果沒有多個數(shù)據(jù)要發(fā)送，那么，過程300
在318結(jié)束。然而，如果有多個數(shù)據(jù)要發(fā)送，控制轉(zhuǎn)至步驟308，過 程300循環(huán)進(jìn)行，直到適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)量已經(jīng)被發(fā)送。
本發(fā)明的實(shí)施例可以適用于串行數(shù)據(jù)發(fā)送系統(tǒng)，其中，限制了 接收器的容許的復(fù)雜度。使在隨后的通道上的位發(fā)送的延遲簡單化， 這使一些復(fù)雜度從接收器轉(zhuǎn)移至發(fā)送器，在沒有顯著增加發(fā)送器復(fù)雜 度的情況下，使接收器的任務(wù)更簡單。
應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例，但包含所有在所 附的權(quán)利要求及其等同物范圍內(nèi)的任何和所有的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于在具有要發(fā)送的數(shù)據(jù)的發(fā)送器和接收器之間傳輸數(shù)據(jù)的方法(300)，其中，在發(fā)射器和接收器之間布置了多個串行鏈路，所述方法包括步驟a)確定(302)多個串行鏈路間的偏移預(yù)算；b)確定(304)位數(shù)N，這里，N是比M*S大的整數(shù)，其中，M是串行鏈路數(shù)，S是以位時間計的偏移預(yù)算；c)捕獲(306)要被發(fā)送的數(shù)據(jù)的第一個N位，并開始在多個串行鏈路的第一個鏈路上發(fā)送(308)第一個N位；以及d)捕獲(312)要被發(fā)送的數(shù)據(jù)的第二個N位，這發(fā)生在開始在多個串行鏈路中的第一個鏈路上發(fā)送之后的大概N/M個位時間之后，然后，開始在多個串行鏈路的第二個鏈路上發(fā)送第二個N位。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，捕獲第一個N位包括訪 問布置在發(fā)送器中的存儲器，并將第一個N位串行化。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，捕獲第二個N位包括訪 問布置在發(fā)送器中的所述存儲器，并將第二個N位串行化。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在接收器處的第一個N 位和第二個N位。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在相繼的指定通道上捕 獲和發(fā)送其他的N位組，直到發(fā)送完全部要被發(fā)送的數(shù)據(jù)，發(fā)送的開 始部分被分成N / M個位時間。
6. —種發(fā)送器，其適于利用多個串行鏈路，其包括 分組存儲器，其用于存儲用于發(fā)送的分組，當(dāng)訪問所述分組存儲器時，其產(chǎn)生多位輸出；裝置，其用以確定多個串行鏈路的偏移預(yù)算；裝置，其用以確定位數(shù)N，其中N比M承S大，其中M是串行鏈路 數(shù)，S是以位時間計的偏移預(yù)算；裝置，其用以捕獲要被發(fā)送的數(shù)據(jù)的第一個N位，并開始在所 述多個串行鏈路中的第一個上發(fā)送第一個N位；以及裝置，其用以捕獲要被發(fā)送的數(shù)據(jù)的第二個N位，這發(fā)生在開 始在多個串行鏈路中的第一個鏈路上發(fā)送之后的大概N/M個位時間 之后，然后，開始在多個串行鏈路的第二個鏈路上發(fā)送第二個N位。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)送器，其中，用以捕獲第一個N位 的裝置包括用以訪問分組存儲器并對第一個N位進(jìn)行串行化的裝置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)送器，其中，用以捕獲第二個N位 的裝置包括用以訪問所述分組存儲器并對第二個N位進(jìn)行串行化的 裝置。
9. 一種方法用以通過多個串行鏈路在發(fā)送器和接收器之間發(fā)送 數(shù)據(jù)(300)，其包括步驟a) 確定(302)多個串行鏈路間的偏移；b) 確定(304)數(shù)字N，這里，N是比M水S大的數(shù)，其中，M是 串行鐸路數(shù)，S是以位時間計的偏移；c) 從發(fā)送器緩沖存儲器捕獲(306) N位；d) 開始在串行鏈路指針指定的串行鏈路上發(fā)送捕獲的N位；e) 更新(310)串行鏈路指針；f) 從發(fā)送器緩沖存儲器捕獲(312)下一個N位；g) 確定(314)從最后一個發(fā)送的開始后，是否已經(jīng)過去了 N/M 個位時間；h) 確定(316)是否有多個數(shù)據(jù)要發(fā)送；i) 重復(fù)步驟(d)到(h)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，確定鏈路間的偏移包括參照一個表。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，捕獲N位包括從存儲 器中讀取數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進(jìn)行串行化。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中，所述表布置在其上布 置有發(fā)送器的集成電路的外部。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，更新串行鏈路指針包 括遞增計數(shù)器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中N是8的倍數(shù)。
全文摘要
提供了通過多個串行鏈路在發(fā)送器和接收器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的方法和設(shè)備，這些鏈路使發(fā)送器以下述方式沿每條通道發(fā)送串行位組每個組(每條通道)的首位以正確的順序到達(dá)接收終端。本發(fā)明的多個實(shí)施例包括聲明通道之間的最大偏移的預(yù)算。在這樣的實(shí)施例中，在確定通道之間的偏移預(yù)算之后，將要被發(fā)送的數(shù)據(jù)分成N位的組，其中N是任何比M*S大的合適的數(shù)，其中M是通道數(shù)，S是以位時間計的預(yù)算偏移。
文檔編號H04L25/14GK101496367SQ200680040760
公開日2009年7月29日 申請日期2006年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月4日
發(fā)明者蒂姆·龐修斯 申請人:Nxp股份有限公司