專利名稱：保證電壓余量最大的電平輸出裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電壓調(diào)節(jié)技術(shù)，尤其是指一種保證電壓余量最大的電平輸 出裝置及其方法。
背景技術(shù)：
在通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及其他電子系統(tǒng)中，通常都釆用總線在IC芯 片之間進(jìn)行互連，總線通常一端連接發(fā)送芯片，另一端連接接收芯片。當(dāng)IC芯片之間需要通信時(shí)，發(fā)送芯片發(fā)送通信數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過(guò)總線傳輸?shù)浇邮招酒?通常，接收芯片接收到數(shù)據(jù)后，接收芯片都會(huì)采用輸入比較的方法，判定接受 數(shù)據(jù)的高低電平特性。輸入比較的方法一般是借助門限電平判決器來(lái)實(shí)現(xiàn)的， 門限電平判決器實(shí)質(zhì)上就是電壓比較器，門限電平判決器有兩路輸入， 一路是 接收電路信號(hào)，另一路輸入是參考電壓。門限電平判決器通過(guò)比較輸入信號(hào)電 平和參考電壓的幅度，來(lái)判定輸入信號(hào)是高電平，還是低電平。當(dāng)輸入信號(hào)電平高于參考電壓，門限電平判決器輸出為高電平，反之，判決器輸出為低電平。 其中的參考電壓通常需要靠接收電路自身產(chǎn)生，參考電壓幅度通常介于高電平 和低電平電壓擺幅的中間。這樣做的目的是給高電平和低電平都提供相近的電 壓余量。有關(guān)參考電壓的幅度可參考圖l所示的'內(nèi)容，這種參考電壓值的模式一般 是預(yù)先設(shè)定的范圍值，在使用中，由于可能受到芯片電壓、噪聲和溫度等因素 的影響，參考電壓會(huì)在一定范圍內(nèi)上下浮動(dòng)，這個(gè)范圍就是圖中所示的參考電 壓上限和參考電壓下限所組成的范圍。參考電壓在這個(gè)范圍內(nèi)變化浮動(dòng)，但是 在某時(shí)刻該電壓是固定值。經(jīng)過(guò)總線傳輸?shù)男盘?hào)通常會(huì)被通道衰減，發(fā)生畸變，并引入噪聲，接收端
的電壓擺幅特征通常會(huì)受衰減、過(guò)沖、振鈴、碼間千擾、串?dāng)_、NMOS/PMOS 驅(qū)動(dòng)特性不一致，以及加工誤差等因素影響。圖2說(shuō)明了發(fā)送端電壓和接收端電壓在幅度和脈寬方面的區(qū)別，圖例考慮通道衰減和碼間干擾對(duì)接收信號(hào)的影 響，接收端電壓幅度從1衰減到0.2,并且接收端的碼寬已經(jīng)達(dá)到了原脈沖寬度 的5倍多。所謂的碼間干擾就是在接收端，當(dāng)前接收的比特信號(hào)幅度值不僅和 該比特信息傳輸波形相關(guān)，還和前面?zhèn)鬏數(shù)谋忍匦畔⒌膫鬏敳ㄐ我灿嘘P(guān)系，也 就是前面?zhèn)鬏敱忍匦畔?duì)當(dāng)前傳輸比特的接收波形產(chǎn)生了干擾。碼間干擾可能 會(huì)嚴(yán)重影響接收信號(hào)的質(zhì)量，對(duì)門限電平判決器正確判決接收信號(hào)的電平是個(gè) 嚴(yán)重挑戰(zhàn)。存在嚴(yán)重通道碼間干擾的情況下，實(shí)際接收端波形是和前面的比特位存在 很大的關(guān)系。如圖3所示，高電平和低電平的擺幅已經(jīng)非常小了，如果考慮參 考電壓是個(gè)范圍值，幾乎可以說(shuō)已經(jīng)沒(méi)有余量可言了?，F(xiàn)有技術(shù)方案通常是將參考電壓設(shè)為預(yù)期設(shè)計(jì)的輸入高電平和低電平擺 幅的中間值。通常，接收芯片接收到數(shù)據(jù)后，接收芯片都會(huì)采用輸入比較的方 法，判定接受數(shù)據(jù)的高低電平特性。輸入比較的方法一般是借助門限電平判決 器來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖4所示。參考電壓通常需要靠接收電路自身產(chǎn)生，參考電壓幅 度通常介于高電平和低電平電壓擺幅的中間。接收器件產(chǎn)生的參考電壓電路通 常釆用電阻分壓電路，通過(guò)設(shè)置合適電阻值大小，得到設(shè)計(jì)所需的參考電壓。 電阻分壓電路由于受到芯片電壓Vterm、噪聲和溫度等因素的影響，參考電壓 會(huì)在一定范圍內(nèi)上下浮動(dòng)。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)參考電壓的調(diào)節(jié)存在以下缺點(diǎn)1、 由于參考電壓受到芯片電壓、噪聲和溫度等因素的影響，是在一定范 圍內(nèi)上下浮動(dòng)，門限電平判決器是根據(jù)預(yù)先規(guī)定的參考電壓，來(lái)判定輸入信號(hào) 是高電平，或低電平，并不能保證電壓余量的最大化；2、 采用電阻分壓電路產(chǎn)生參考電壓，參考電壓是固定范圍值，根據(jù)預(yù)先 設(shè)計(jì)確定的參考電壓范圍，不能根據(jù)實(shí)際的輸入信號(hào)的電壓變化實(shí)時(shí)調(diào)整自己 的參考電壓；3、在高速數(shù)據(jù)傳輸場(chǎng)合，通道存在嚴(yán)重的衰減、碼間串?dāng)_和干擾的情況 下，電阻分壓電路產(chǎn)生的參考電壓是固定的，可能會(huì)產(chǎn)生大量的誤碼判決。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種保證電壓余量最大的電平輸出裝置及其方法，用以解決現(xiàn) 有技術(shù)中存在參考電壓調(diào)整不靈活，并且容易受到其他因素影響產(chǎn)生誤碼率的問(wèn)題。本發(fā)明提供一種保證電壓余量最大的電平輸出裝置，包括信號(hào)輸入模塊、參考電壓輸出模塊以及門限電平判決模塊，其中所述信號(hào)輸入模塊，用于向所述參考電壓輸出模塊以及門限電平判決模塊 傳送輸入信號(hào)；所述參考電壓輸出模塊，用于輸出參考電壓至所述門限電平判決模塊，并 根據(jù)所述信號(hào)輸入模塊的當(dāng)前輸入信號(hào)調(diào)整下一次參考電壓的輸出值；所述門限電平判決模塊，用于根據(jù)當(dāng)前輸入信號(hào)以及當(dāng)前參考電壓確定當(dāng) 前輸出信號(hào)。所述參考電壓輸出模塊為FIR濾波器，所述濾波器至少包括 移位寄存器組，用于存儲(chǔ)所述信號(hào)輸入模塊傳送的當(dāng)前輸入信號(hào)； 系數(shù)組，用于存儲(chǔ)輸出參考電壓所需的系數(shù)；乘法器，用于對(duì)存儲(chǔ)在所述移位寄存器組中的輸入信號(hào)與所述系數(shù)組中的 系數(shù)求積；加法器，用于對(duì)乘法器得到的相乘結(jié)果求和，輸出下一次參考電壓。 所述的裝置還包括系數(shù)自適應(yīng)調(diào)整模塊，用于接收所述信號(hào)輸入模塊當(dāng)前 傳送的輸入信號(hào)、所述參考電壓輸出模塊當(dāng)前輸出的參考電壓以及所述門限電 平判決模塊當(dāng)前的輸出信號(hào)，并根據(jù)所述三個(gè)信號(hào)調(diào)整所述濾波器的系數(shù)組中 的系數(shù)。所述系數(shù)自適應(yīng)調(diào)整模塊包括和差電路，用于根據(jù)所述當(dāng)前輸入信號(hào)、所述當(dāng)前參考電壓以及當(dāng)前輸出信號(hào)獲得誤差信號(hào)；系數(shù)運(yùn)算單元，用于根據(jù)所述和差電路獲得的誤差信號(hào)運(yùn)算得到所述濾波 器系數(shù)；系數(shù)更新單元，用于根據(jù)所述系數(shù)運(yùn)算單元得到的濾波器系數(shù)更新所述濾 波器的系數(shù)組中的系數(shù)。所述參考電壓輸出模塊也可為IIR濾波器，所述濾波器至少包括第 一作差電路，用于獲得當(dāng)前輸入信號(hào)與當(dāng)前輸出的參考電壓之間的差值；移位寄存器組，用于存儲(chǔ)所述第一作差電路產(chǎn)生的差值； 系數(shù)組，用于存儲(chǔ)輸出參考電壓所需的系數(shù)；乘法器，用于對(duì)存儲(chǔ)在所述移位寄存器組中存儲(chǔ)的差值與所述系數(shù)組中的 系數(shù)求積；加法器，用于對(duì)乘法器得到的相乘結(jié)果求和，輸出下一次參考電壓。 所述的裝置包括系數(shù)自適應(yīng)調(diào)整模塊，用于接收所述第一作差電路產(chǎn)生的差值以及所述門限電平判決模塊當(dāng)前的輸出信號(hào)，并根據(jù)所述兩個(gè)信號(hào)調(diào)整所述濾波器的系數(shù)組中的系數(shù)。所述系數(shù)自適應(yīng)調(diào)整模塊包括第二作差電路，用于根據(jù)所述當(dāng)前輸出信號(hào)以及所述第 一作差電路獲得誤 差信號(hào)；系數(shù)運(yùn)算單元，用于根據(jù)所述第二作差電路獲得的誤差信號(hào)運(yùn)算得到所述 濾波器系數(shù)；系數(shù)更新單元，用于根據(jù)所述系數(shù)運(yùn)算單元得到的濾波器系數(shù)更新所述濾 波器的系數(shù)組中的系數(shù)。本發(fā)明還提出一種保證電壓余量最大的電平輸出方法，包括以下步驟 對(duì)當(dāng)前產(chǎn)生的輸入信號(hào)以及參考電壓進(jìn)行門限電平判決，確定輸出信號(hào)； 根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)生的輸入信號(hào)調(diào)整下一次參考電壓的輸出值。
本方法中，確定輸出信號(hào)的方式為如當(dāng)前輸入信號(hào)大于當(dāng)前參考電壓，進(jìn)行門限電平判決后輸出高電平； 如當(dāng)前輸入信號(hào)小于當(dāng)前參考電壓，進(jìn)行門限電平判決后輸出低電平。 本方法中，根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)生的輸入信號(hào)調(diào)整下一次參考電壓輸出值包括以下 步驟存儲(chǔ)當(dāng)前產(chǎn)生的輸入信號(hào)；才艮據(jù)當(dāng)前產(chǎn)生的輸入信號(hào)、當(dāng)前的參考電壓以及當(dāng)前的輸出信號(hào)調(diào)整輸出 參考電壓所需的系數(shù)；對(duì)所述輸入信號(hào)以及所述系數(shù)相乘，再對(duì)相乘結(jié)果求和，獲得下一次輸出 的參考電壓。本方法中，調(diào)整輸出參考電壓所需系數(shù)至少包括按照公式誤差值=當(dāng)前輸出信號(hào)-(當(dāng)前輸入信號(hào)-當(dāng)前參考電壓)來(lái) 獲得誤差值；根據(jù)獲得的誤差值采用自適應(yīng)算法得到輸出參考電壓所需的系數(shù)。 本方法中，根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)生的輸入信號(hào)調(diào)整下一次參考電壓輸出值包括以下 步驟獲得并存儲(chǔ)當(dāng)前輸入信號(hào)與當(dāng)前參考電壓的差值； 才艮據(jù)存儲(chǔ)的所述差值以及當(dāng)前輸出信號(hào)調(diào)整輸出參考電壓所需的系數(shù)； 對(duì)所述差值以及所述系數(shù)相乘，再對(duì)相乘結(jié)果求和，獲得下一次輸出的參 考電壓。本方法中，調(diào)整輸出參考電壓所需系數(shù)至少包括按照公式誤差值=當(dāng)前輸出信號(hào)-(當(dāng)前輸入信號(hào)-當(dāng)前參考電壓)來(lái) 獲得誤差值；根據(jù)獲得的誤差值采用自適應(yīng)算法得到輸出參考電壓所需的系數(shù)。 本發(fā)明有益效果如下1、本發(fā)明設(shè)計(jì)的參考電壓電路中，參考電壓不是固定值，能根據(jù)實(shí)際輸 入信號(hào)變化進(jìn)行參考電壓的自適應(yīng)調(diào)整，變化靈活，可以達(dá)到最大的電壓余量； 2、 參考電壓不再受芯片電壓、噪聲和溫度等因素的影響，本發(fā)明可以根 據(jù)這些因素的影響自動(dòng)調(diào)整參考電壓；3、 在高速數(shù)據(jù)傳輸場(chǎng)合，本發(fā)明的方案能夠有效解決通道引起的碼間干 擾和衰減產(chǎn)生大量的誤碼率問(wèn)題。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中參考電壓的變化范圍示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中信號(hào)被影響后發(fā)送端電壓與接收端電壓在幅度和脈寬上 的區(qū)別示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中輸出信號(hào)的擺幅示意圖；圖4為現(xiàn)有技術(shù)的參考電壓電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)框圖；圖6為本發(fā)明的實(shí)施例一的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明的實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)框圖；圖8為本發(fā)明的實(shí)施例二的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明的實(shí)施例二的輸出信號(hào)與參考電壓關(guān)系的示意圖；圖IO為本發(fā)明的實(shí)施例二中采用LMS算法的自適應(yīng)運(yùn)算單元實(shí)現(xiàn)框圖；圖11為本發(fā)明的實(shí)施例二中采用NLMS算法的自適應(yīng)運(yùn)算單元實(shí)現(xiàn)框圖；圖12為本發(fā)明的實(shí)施例三的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為本發(fā)明的實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)框圖；圖14為本發(fā)明的實(shí)施例四的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖15為本發(fā)明的實(shí)施例四中采用LMS算法的自適應(yīng)運(yùn)算單元實(shí)現(xiàn)框圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種保證電壓余量最大的電平輸出裝置及其方法，其原理在 于，在輸出裝置中采用濾波器產(chǎn)生、調(diào)節(jié)參考電壓，所采用的濾波器根據(jù)輸入 信號(hào)的變化自動(dòng)調(diào)整輸出的參考電壓，并通過(guò)自適應(yīng)運(yùn)算模塊對(duì)濾波器內(nèi)的系 數(shù)的調(diào)整，進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整輸出的參考電壓，保證電壓余量最大。下面采用具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的方案進(jìn)行說(shuō)明 實(shí)施例一本實(shí)施例中，提出一種保證電壓余量最大的電平輸出裝置，如圖5、圖6 所示，包括信號(hào)輸入模塊、參考電壓輸出模塊以及門限電平判決模塊，其中所述信號(hào)輸入模塊，用于向所述參考電壓輸出模塊以及門限電平判決模塊 傳送輸入信號(hào)；所述參考電壓輸出模塊，用于輸出參考電壓至所述門限電平判決模塊，并 根據(jù)所述信號(hào)輸入模塊的當(dāng)前輸入信號(hào)調(diào)整下一次參考電壓的輸出值；所述門限電平判決模塊，用于根據(jù)當(dāng)前輸入信號(hào)以及當(dāng)前參考電壓確定當(dāng) 前輸出信號(hào)。本實(shí)施例中所述參考電壓輸出模塊為FIR濾波器，參考圖6所示，所述濾 波器至少包括移位寄存器組，用于存儲(chǔ)所述信號(hào)輸入模塊傳送的當(dāng)前輸入信號(hào)； 系數(shù)組，用于存儲(chǔ)輸出參考電壓所需的系數(shù)；乘法器，用于對(duì)存儲(chǔ)在所述移位寄存器組中的輸入信號(hào)與所述系數(shù)組中的 系數(shù)求積；加法器，用于對(duì)乘法器得到的相乘結(jié)構(gòu)求和，輸出下一次參考電壓。 應(yīng)用本實(shí)施例所述的裝置時(shí)，當(dāng)輸入信號(hào)傳送至門限電平判決模塊時(shí)，所 述FIR濾波器按照設(shè)定的初始參考電壓輸入給所述的門限電平判決模塊(如當(dāng) 前輸入信號(hào)大于當(dāng)前參考電壓，所述門限電平判決模塊輸出高電平；如當(dāng)前輸 入信號(hào)小于當(dāng)前參考電壓，所述門限電平判決模塊輸出低電平)，在本實(shí)施例 中，當(dāng)前輸入信號(hào)同時(shí)被傳送至所述濾波器的移位寄存器組中，移位寄存器組 將系數(shù)組中設(shè)定的初始系數(shù)與存儲(chǔ)的當(dāng)前輸入信號(hào)相乘，然后對(duì)相乘結(jié)果求 和，并輸出求和結(jié)果，該輸出結(jié)果即為下一次輸出的參考電壓值，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了
根據(jù)輸入信號(hào)的變化自動(dòng)調(diào)整參考電壓的輸出值，保證輸出信號(hào)的質(zhì)量。在本實(shí)施例中，還提出一種保證電壓余量最大的電平輸出方法，包括以下步驟對(duì)當(dāng)前產(chǎn)生的輸入信號(hào)以及參考電壓進(jìn)行門限電平判決，確定輸出信號(hào)；根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)生的輸入信號(hào)調(diào)整下一次參考電壓的輸出值。在本方法中，確定輸出信號(hào)的方式為如當(dāng)前輸入信號(hào)大于當(dāng)前參考電壓，進(jìn)行門限電平判決后輸出高電平；如當(dāng)前輸入信號(hào)小于當(dāng)前參考電壓，進(jìn)行門限電平判決后輸出低電平。采用本發(fā)明的方法可以根據(jù)輸入信號(hào)對(duì)輸出的參考電壓進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而保證電平輸出的電壓余量最大，具體的方法是，接收并存儲(chǔ)當(dāng)前產(chǎn)生的輸入信號(hào)，對(duì)所述輸入信號(hào)以及設(shè)定的系數(shù)相乘，再對(duì)相乘結(jié)果求和，獲得下一次輸出的參考電壓。有關(guān)本方法的具體應(yīng)用，可以參考上述有關(guān)裝置的說(shuō)明。 實(shí)施例二本實(shí)施例的原理與實(shí)施例一相同，如圖7所示，區(qū)別在于，本實(shí)施例還包 括系數(shù)自適應(yīng)調(diào)整模塊，用于接收所述信號(hào)輸入模塊當(dāng)前傳送的輸入信號(hào)、所 述參考電壓輸出模塊當(dāng)前輸出的參考電壓以及所述門限電平判決模塊當(dāng)前的 輸出信號(hào)，并才艮據(jù)所述三個(gè)信號(hào)調(diào)整所述濾波器的系數(shù)組中的系數(shù)。本實(shí)施例中，所述系數(shù)自適應(yīng)調(diào)整模塊包括和差電路，用于根據(jù)所述當(dāng)前輸入信號(hào)、所述當(dāng)前參考電壓以及當(dāng)前輸出 信號(hào)獲得誤差信號(hào)；系數(shù)運(yùn)算單元，用于根據(jù)所述和差電路獲得的誤差信號(hào)運(yùn)算得到所述濾波 器系數(shù)；系數(shù)更新單元，用于根據(jù)所述系數(shù)運(yùn)算單元得到的濾波器系數(shù)更新所述濾 波器的系數(shù)組中的系數(shù)。
采用本實(shí)施例中所述的裝置，參考圖8所示，當(dāng)輸入信號(hào)傳送至門限電平判決模塊時(shí)，所述濾波器按照設(shè)定的初始參考電壓輸入給所述的門限判決模塊(如當(dāng)前輸入信號(hào)大于當(dāng)前參考電壓，所述門限電平判決模塊輸出高電平；如 當(dāng)前輸入信號(hào)小于當(dāng)前參考電壓，所述門限電平判決模塊輸出低電平)，當(dāng)前 輸入信號(hào)、當(dāng)前輸出的參考電壓以及當(dāng)前的輸出信號(hào)分別傳送至所述系數(shù)自適 應(yīng)調(diào)整模塊，所述系數(shù)自適應(yīng)單元的和差電路按照以下公式1獲得誤差值誤差值-當(dāng)前輸出信號(hào)-(當(dāng)前輸入信號(hào)-當(dāng)前參考電壓) (1)所述系數(shù)運(yùn)算單元根據(jù)獲得的誤差值采用LMS算法或NLMS算法或RLS 算法或者變步長(zhǎng)LMS算法等自適應(yīng)算法獲得下次輸出的參考電壓所需的系數(shù), 然后再由系數(shù)更新單元采用獲得的系數(shù)對(duì)濾波器中的系數(shù)進(jìn)行更新。然后，所述濾波器才艮據(jù)存儲(chǔ)在所述移位寄存器組中的輸入信號(hào)與系數(shù)組內(nèi) 根據(jù)更新的系數(shù)相乘，然后對(duì)相乘結(jié)果求和，并輸出求和結(jié)果，該輸出結(jié)果即 為下一次輸出的參考電壓，完成對(duì)參考電壓的一次調(diào)整。參考圖9所示，本裝置隨著輸入信號(hào)不斷調(diào)節(jié)參考電壓，實(shí)現(xiàn)最大電平判 決余量。以下結(jié)合兩種系數(shù)更新算法對(duì)本實(shí)施例作進(jìn)一步的說(shuō)明參考圖IO,是采用LMS算法進(jìn)行的系數(shù)更新實(shí)現(xiàn)框圖，其中x(A:)為k比特 輸入數(shù)據(jù)，w/("為k比特時(shí)參考電壓值假設(shè)有N+1個(gè)系數(shù)，那么<formula>formula see original document page 13</formula>那么濾波電路輸出為參考電壓<formula>formula see original document page 13</formula>假設(shè)第k比特時(shí)，輸入數(shù)據(jù)電平和參考電壓的電壓差為那么誤差為<formula>formula see original document page 13</formula>
其中JW為期望輸出， 一般取判決模塊輸出值作為期望輸出值。本實(shí)施例中的濾波器為FIR濾波器，目標(biāo)函數(shù)可以寫(xiě)為洲2}為求其最小值，對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求導(dǎo)，得到系數(shù)公式，在實(shí)際求解過(guò)程，通?？梢圆捎盟矔r(shí)值來(lái)估計(jì)梯度向量，如果采用LMS算 法，系數(shù)遞推公式如下式所示， ,+1) = — 2哮)綠)為了保證收斂，式中的收斂因子"應(yīng)取值在一定范圍內(nèi)，并取定值。 在本實(shí)施例中，所述系數(shù)自適應(yīng)單元也可以采用NLMS算法實(shí)現(xiàn)對(duì)系數(shù)的 更新，具體實(shí)現(xiàn)框圖可以參考圖ll:如果采用NLMS算法，系數(shù)遞推公式如下式所示綜上所述，本實(shí)施例的裝置可以根據(jù)輸入信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)參考電壓的自動(dòng)調(diào) 整，進(jìn)而保證輸出電平具有電壓最大余量。在本實(shí)施例同時(shí)提出還提出一種保證電壓余量最大的電平輸出方法，包括 以下步驟對(duì)當(dāng)前產(chǎn)生的輸入信號(hào)以及參考電壓進(jìn)行門限電平判決，確定輸出信號(hào)； 根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)生的輸入信號(hào)調(diào)整下一次參考電壓的輸出值。 其中調(diào)整下一次參考電壓輸出值包括以下步驟 存儲(chǔ)當(dāng)前產(chǎn)生的輸入信號(hào)；根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)生的輸入信號(hào)、當(dāng)前的參考電壓以及當(dāng)前的輸出信號(hào)調(diào)整輸出 參考電壓所需的系數(shù)；對(duì)系數(shù)的調(diào)整的步驟為，首先按照公式當(dāng)前輸出信號(hào)-(當(dāng)前輸入信號(hào)-當(dāng)前參考電壓)獲得誤差值；然后根據(jù)獲得的誤差值采用自 適應(yīng)算法得到輸出參考電壓所需的系數(shù)，在本實(shí)施例的方法中，所述自適應(yīng)算
法可為L(zhǎng)MS算法或NLMS算法或RLS算法或者變步長(zhǎng)LMS算法等。對(duì)所述輸入信號(hào)以及所述系數(shù)相乘，再對(duì)相乘結(jié)果求和，獲得下一次輸出 的參考電壓。有關(guān)本實(shí)施例中的該方法的進(jìn)一步應(yīng)用，可參見(jiàn)本實(shí)施例中對(duì)裝置的相關(guān) 描述。實(shí)施例三參考圖5以及圖12所示，本實(shí)施例的原理與實(shí)施例一相同，區(qū)別在于， 本實(shí)施例中參考電壓輸出模塊為IIR濾波器，所述濾波器至少包括第 一作差電路，用于獲得當(dāng)前輸入信號(hào)與當(dāng)前輸出的參考電壓之間的差值；移位寄存器組，用于存儲(chǔ)所述第一作差電路產(chǎn)生的差值； 系數(shù)組，用于存儲(chǔ)輸出參考電壓所需的系數(shù)；乘法器，用于對(duì)存儲(chǔ)在所述移位寄存器組中存儲(chǔ)的差值與所述系數(shù)組中的 系數(shù)求積；加法器，用于對(duì)乘法器得到的相乘結(jié)果求和，輸出下一次參考電壓。 應(yīng)用本實(shí)施例所述的裝置時(shí)，參考圖12,當(dāng)輸入信號(hào)傳送至門限電平判決 模塊時(shí)，所述IIR濾波器按照設(shè)定的初始參考電壓輸入給所述的門限判決模塊 (如當(dāng)前輸入信號(hào)大于當(dāng)前參考電壓，所述門限電平判決模塊輸出高電平；如 當(dāng)前輸入信號(hào)小于當(dāng)前參考電壓，所述門限電平判決模塊輸出低電平)，在本 實(shí)施例中，當(dāng)前輸入信號(hào)傳送至所述濾波器后，由第一作差電路將當(dāng)前輸入信 號(hào)與參考電壓作差并將該差值傳送至所述濾波器的移位寄存器組中，移位寄存 器組將系數(shù)組中設(shè)定的初始系數(shù)與存儲(chǔ)的所述差值相乘，然后對(duì)相乘結(jié)果求 和，并輸出求和結(jié)果，該輸出結(jié)果即為下一次輸出的參考電壓值，也可以實(shí)現(xiàn) 根據(jù)輸入信號(hào)的變化自動(dòng)調(diào)整參考電壓的輸出值的發(fā)明目的。本實(shí)施例同時(shí)提出一種保證電壓余量最大的電平輸出方法，包括以下步 驟對(duì)當(dāng)前產(chǎn)生的輸入信號(hào)以及參考電壓進(jìn)行門限電平判決，確定輸出信號(hào)； 獲得并存儲(chǔ)當(dāng)前輸入信號(hào)與當(dāng)前參考電壓的差值； 根據(jù)存儲(chǔ)的所述差值以及當(dāng)前輸出信號(hào)調(diào)整輸出參考電壓所需的系數(shù)； 對(duì)所述差值以及所述系數(shù)相乘，再對(duì)相乘結(jié)果求和，獲得下一次輸出的參 考電壓。有關(guān)本實(shí)施例中的方法的應(yīng)用，可以參考本實(shí)施例中對(duì)裝置的相關(guān)描述。 實(shí)施例四本發(fā)明的原理與實(shí)施例三相同，區(qū)別在于，參考圖13,本實(shí)施例還包括系 數(shù)自適應(yīng)調(diào)整模塊，用于接收所述第一作差電路產(chǎn)生的差值以及所述門限電平 判決模塊當(dāng)前的輸出信號(hào)，并根據(jù)所述兩個(gè)信號(hào)調(diào)整所述濾波器的系數(shù)組中的 系數(shù)。在本實(shí)施例中，所述濾波器為IIR濾波器，所述系數(shù)自適應(yīng)調(diào)整模塊包括 第二作差電路，用于根據(jù)所述當(dāng)前輸出信號(hào)以及所述第一作差電路獲得誤 差信號(hào)；系數(shù)運(yùn)算單元，用于根據(jù)所述第二作差電路獲得的誤差信號(hào)運(yùn)算得到所述 濾波器系數(shù)；系數(shù)更新單元，用于根據(jù)所述系數(shù)運(yùn)算單元得到的濾波器系數(shù)更新所述濾 波器的系數(shù)組中的系數(shù)。采用本實(shí)施例中所述的裝置，參考圖14所示，當(dāng)輸入信號(hào)傳送至門限電 平判決模塊時(shí)，所述濾波器按照設(shè)定的初始參考電壓輸入給所述的門限判決模 塊(如當(dāng)前輸入信號(hào)大于當(dāng)前參考電壓，所述門限電平判決器輸出高電平；如 當(dāng)前輸入信號(hào)小于當(dāng)前參考電壓，所述門限電平判決器輸出低電平)，在所述 IIR濾波器中，當(dāng)前輸入信號(hào)與當(dāng)前輸出的參考電壓經(jīng)過(guò)第一作差電路作差后 傳送給所述系數(shù)自適應(yīng)運(yùn)算模塊，門限電平判決模塊的輸出信號(hào)也傳送至所述
系數(shù)自適應(yīng)運(yùn)算模塊，所述系數(shù)自適應(yīng)模塊的第二作差電路按照以下公式2獲得誤差值誤差值=當(dāng)前輸出信號(hào)_ (當(dāng)前輸入信號(hào)-當(dāng)前參考電壓)(2)所迷系數(shù)運(yùn)算單元根據(jù)獲得的誤差值采用LMS算法或NLMS算法或RLS 算法或者變步長(zhǎng)LMS算法等獲得下次輸出的參考電壓所需的系數(shù)，然后再由 系數(shù)更新單元采用獲得的系數(shù)對(duì)濾波器中的系數(shù)進(jìn)行更新。然后，所述濾波器根據(jù)存儲(chǔ)在所述移位寄存器組中的輸入信號(hào)與系數(shù)組內(nèi) 根據(jù)更新的系數(shù)相乘，然后對(duì)相乘結(jié)果求和，并輸出求和結(jié)果，該輸出結(jié)果即 為下一次輸出的參考電壓，完成對(duì)參考電壓的一次調(diào)整。參考圖15所示采用LMS算法進(jìn)行的系數(shù)更新實(shí)現(xiàn)框圖，x(ifc)為k比特輸入 數(shù)據(jù)，w/(A)為k比特時(shí)參考電壓值假設(shè)有N+1個(gè)系數(shù)，那么矽)=-1)…;c(卜W)]r那么濾波電路輸出為參考電壓<formula>formula see original document page 17</formula>假設(shè)第k比特時(shí)，輸入數(shù)據(jù)電平和參考電壓的電壓差為那么誤差為=,-=牟)-+ m/("其中d(W為期望輸出， 一般取判決器輸出值作為期望輸出值。本實(shí)施例中所述的濾波器為IIR自適應(yīng)濾波器時(shí)，LMS全向量更新方程<formula>formula see original document page 17</formula> 根據(jù)上述對(duì)系數(shù)的更新，本發(fā)明的裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)參考電壓的自動(dòng)調(diào)整，保證 輸出電平具有最大電壓余量。在本實(shí)施例中還提出一種保證電壓余量最大的電平輸出方法，包括以下步驟對(duì)當(dāng)前產(chǎn)生的輸入信號(hào)以及參考電壓進(jìn)行門限電平判決，確定輸出信號(hào)；獲得并存儲(chǔ)當(dāng)前輸入信號(hào)與當(dāng)前參考電壓的差值；根據(jù)存儲(chǔ)的所述差值以及當(dāng)前輸出信號(hào)調(diào)整輸出參考電壓所需的系數(shù)；獲 得該系數(shù)時(shí)，首先按照公式誤差值-當(dāng)前輸出信號(hào)-(當(dāng)前輸入信號(hào)-當(dāng)前參考電壓)然后再根據(jù)獲得的誤差值采用自適應(yīng)算法得到輸出參考電壓所需的系數(shù)； 所述自適應(yīng)算法可為L(zhǎng)MS算法或NLMS算法或RLS算法或者變步長(zhǎng)LMS算 法等；對(duì)所述差值以及所述系數(shù)相乘，再對(duì)相乘結(jié)果求和，獲得下一次輸出的參 考電壓。有關(guān)本實(shí)施例中的方法的應(yīng)用，可以參考本實(shí)施例中對(duì)裝置的相關(guān)描述。 綜上所述、本發(fā)明的參考電壓輸出模塊中，輸出的參考電壓不是固定值， 能根據(jù)實(shí)際輸入信號(hào)變化進(jìn)行參考電壓的自適應(yīng)調(diào)整，變化靈活，可以達(dá)到最 大的電壓余量；參考電壓不再受芯片電壓、噪聲和溫度等因素的影響，本發(fā)明 可以根據(jù)這些因素的影響自動(dòng)調(diào)整參考電壓；在高速數(shù)據(jù)傳輸場(chǎng)合，本發(fā)明的 方案能夠有效解決通道引起的碼間千擾和衰減產(chǎn)生大量的誤碼率問(wèn)題。明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及 其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種保證電壓余量最大的電平輸出裝置，其特征在于，包括信號(hào)輸入模塊、參考電壓輸出模塊以及門限電平判決模塊，其中所述信號(hào)輸入模塊，用于向所述參考電壓輸出模塊以及門限電平判決模塊傳送輸入信號(hào)；所述參考電壓輸出模塊，用于輸出參考電壓至所述門限電平判決模塊，并根據(jù)所述信號(hào)輸入模塊的當(dāng)前輸入信號(hào)調(diào)整下一次參考電壓的輸出值；所述門限電平判決模塊，用于根據(jù)當(dāng)前輸入信號(hào)以及當(dāng)前參考電壓確定當(dāng)前輸出信號(hào)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述參考電壓輸出模塊為 FIR濾波器，所述濾波器至少包括移位寄存器組，用于存儲(chǔ)所述信號(hào)輸入模塊傳送的當(dāng)前輸入信號(hào)； 系數(shù)組，用于存儲(chǔ)輸出參考電壓所需的系數(shù)；乘法器，用于對(duì)存儲(chǔ)在所述移位寄存器組中的輸入信號(hào)與所述系數(shù)組中的 系數(shù)求積；加法器，用于對(duì)乘法器得到的相乘結(jié)果求和，輸出下一次參考電壓。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，還包括系數(shù)自適應(yīng)調(diào)整模 塊，用于接收所述信號(hào)輸入模塊當(dāng)前傳送的輸入信號(hào)、所述參考電壓輸出模塊 當(dāng)前輸出的參考電壓以及所述門限電平判決模塊當(dāng)前的輸出信號(hào)，并根據(jù)所述 三個(gè)信號(hào)調(diào)整所述濾波器的系數(shù)組中的系數(shù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述系數(shù)自適應(yīng)調(diào)整模塊 包括和差電路，用于根據(jù)所述當(dāng)前輸入信號(hào)、所述當(dāng)前參考電壓以及當(dāng)前輸出 信號(hào)獲得誤差信號(hào)；系數(shù)運(yùn)算單元，用于根據(jù)所述和差電路獲得的誤差信號(hào)運(yùn)算得到所述濾波 器系數(shù)； 系數(shù)更新單元，用于根據(jù)所述系數(shù)運(yùn)算單元得到的濾波器系數(shù)更新所述濾 波器的系數(shù)組中的系數(shù)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述參考電壓輸出模塊為 IIR濾波器，所述濾波器至少包括第 一作差電路，用于獲得當(dāng)前輸入信號(hào)與當(dāng)前輸出的參考電壓之間的差值；移位寄存器組，用于存儲(chǔ)所述第一作差電路產(chǎn)生的差值； 系數(shù)組，用于存儲(chǔ)輸出參考電壓所需的系數(shù)；乘法器，用于對(duì)存儲(chǔ)在所述移位寄存器組中存儲(chǔ)的差值與所述系數(shù)組中的 系數(shù)求積；加法器，用于對(duì)乘法器得到的相乘結(jié)果求和，輸出下一次參考電壓。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，還包括系數(shù)自適應(yīng)調(diào)整模 塊，用于接收所述第一作差電路產(chǎn)生的差值以及所述門限電平判決模塊當(dāng)前的 輸出信號(hào)，并才艮據(jù)所述兩個(gè)信號(hào)調(diào)整所述濾波器的系數(shù)組中的系數(shù)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述系數(shù)自適應(yīng)調(diào)整模塊 包括第二作差電路，用于根據(jù)所述當(dāng)前輸出信號(hào)以及所述第一作差電路獲得誤差信號(hào)；系數(shù)運(yùn)算單元，用于根據(jù)所述第二作差電路獲得的誤差信號(hào)運(yùn)算得到所述濾波器系數(shù)；系數(shù)更新單元，用于根據(jù)所述系數(shù)運(yùn)算單元得到的濾波器系數(shù)更新所述濾 波器的系數(shù)組中的系數(shù)。
8、 一種保證電壓余量最大的電平輸出方法，其特征在于，包括以下步驟 對(duì)當(dāng)前產(chǎn)生的輸入信號(hào)以及參考電壓進(jìn)行門限電平判決，確定輸出信號(hào)； 根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)生的輸入信號(hào)調(diào)整下一次參考電壓的輸出值。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，確定輸出信號(hào)的方式為 如當(dāng)前輸入信號(hào)大于當(dāng)前參考電壓，進(jìn)行門限電平判決后輸出高電平； 如當(dāng)前輸入信號(hào)小于當(dāng)前參考電壓，進(jìn)行門限電平判決后輸出低電平。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)生的輸入信號(hào) 調(diào)整下一次參考電壓輸出值包括以下步驟存^f諸當(dāng)前產(chǎn)生的輸入信號(hào)；根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)生的輸入信號(hào)、當(dāng)前的參考電壓以及當(dāng)前的輸出信號(hào)調(diào)整輸出 參考電壓所需的系數(shù)；對(duì)所述輸入信號(hào)以及所述系數(shù)相乘，再對(duì)相乘結(jié)果求和，獲得下一次輸出 的參考電壓。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，調(diào)整輸出參考電壓所需 系數(shù)至少包括按照公式誤差值=當(dāng)前輸出信號(hào)-(當(dāng)前輸入信號(hào)-當(dāng)前參考電壓)來(lái) 獲得誤差值；根據(jù)獲得的誤差值采用自適應(yīng)算法得到輸出參考電壓所需的系數(shù)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)生的輸入信號(hào) 調(diào)整下一次參考電壓輸出值包括以下步驟獲得并存儲(chǔ)當(dāng)前輸入信號(hào)與當(dāng)前參考電壓的差值； 根據(jù)存儲(chǔ)的所述差值以及當(dāng)前輸出信號(hào)調(diào)整輸出參考電壓所需的系數(shù)； 對(duì)所述差值以及所述系數(shù)相乘，再對(duì)相乘結(jié)果求和，獲得下一次輸出的參 考電壓。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，調(diào)整輸出參考電壓所需 系數(shù)至少包括按照公式誤差值-當(dāng)前輸出信號(hào)-(當(dāng)前輸入信號(hào)-當(dāng)前參考電壓)來(lái) 獲得誤差值；根據(jù)獲得的誤差值采用自適應(yīng)算法得到輸出參考電壓所需的系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種保證電壓余量最大的電平輸出裝置，包括信號(hào)輸入模塊、參考電壓輸出模塊以及門限電平判決模塊，其中所述信號(hào)輸入模塊，用于向所述參考電壓輸出模塊以及門限電平判決模塊傳送輸入信號(hào)；所述參考電壓輸出模塊，用于輸出參考電壓至所述門限電平判決模塊，并根據(jù)所述信號(hào)輸入模塊的當(dāng)前輸入信號(hào)調(diào)整下一次參考電壓的輸出值；所述門限電平判決模塊，用于根據(jù)當(dāng)前輸入信號(hào)以及當(dāng)前參考電壓確定當(dāng)前輸出信號(hào)。同時(shí)本發(fā)明還提出一種保證電壓余量最大的電平輸出方法。本發(fā)明的參考電壓不是固定值，能根據(jù)實(shí)際輸入信號(hào)變化進(jìn)行參考電壓的自適應(yīng)調(diào)整，變化靈活，可以保證輸出電平具有最大電壓余量。
文檔編號(hào)G06F1/26GK101126936SQ200610109840
公開(kāi)日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2006年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月16日
發(fā)明者倫 汪, 賈功賢, 黃春行 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司