保留 一個歷史時鐘，并將待傳輸數(shù)據(jù)變化編碼為相對于該歷史數(shù)據(jù)的變化量。對于編碼器而言， 其對每條線路的狀態(tài)所實施的操作越少，則越有效。
[0133] 操作時，編碼器可以下述方式運行：對于給定的三個比特a，b，c以及歷史向量 (x[0]，x[l]，x[2]，x[3])，其中，該向量的各個元素為三進制值且可從集合{0, 1，2}中選 取，如果（a, b，c)不為（0, 0, 0)，編碼器將值X [a+2 X b]變?yōu)椋╔ [a+2 X b] + (c+1))對3取余后 的余數(shù)，而如果（a，b，c) = (0, 0, 0)，則不使該值發(fā)生任何變化。在使用低擺幅的情況下，當 線路值從狀態(tài)〇變化至狀態(tài)2 (或相反）時產(chǎn)生最差狀況下SSO噪聲，此時其電壓從0*Vdd 變化至Vdd/2。此情況下的最差狀況下SSO噪聲相當于在線路中使用全擺幅非端接CMOS驅(qū) 動器時的最差狀況下SSO噪聲的一半。由于上述情況只發(fā)生于四條線路中的一條，因此所 述低擺幅編碼技術(shù)中的最差狀況下SSO噪聲為全擺幅非端接CMOS驅(qū)動器的最差狀況下SSO 噪聲的八分之一。當然，當進一步減小擺幅時，還可進一步降低每線最大SSO噪聲。
[0134] 此外，在平均線路功耗方面，所述低擺幅TLT (4, 1)碼（簡稱TLT (4, 1)-RS碼）同 樣大大優(yōu)于全擺幅CMOS驅(qū)動器。全擺幅CMOS驅(qū)動器的平均線路功耗為CX Vdd2X f/4,其 中，C為各線路電容，f為時鐘頻率。對于TLT (4, I)-RS碼而言，當線路發(fā)生躍迀時，其平均 線路功耗為CXVdd2Xf/6,否則為零。由于在四線組中，當輸入比特序列不為（0,0,0)時， 嚴格只有一條線路發(fā)生躍迀，而其他線路不發(fā)生躍迀，因此可得出TLT(4, 1)-RS碼的平均 每線功耗為7XCXVdd2Xf7(6X8X4) = 7XCXVdd2Xf/192,約為非端接全擺幅CMOS驅(qū) 動器平均每線功耗的14.6%。
[0135] 在TLT (4, 1)碼的低擺幅形制（即TLT (4, D-RS碼）中，峰值每線SSO噪聲為單端 信令峰值每線SSO噪聲的1/8,即12. 5%。
[0136] 已知已有等同于所述TLT(4, 1)-RS編碼器的其他實施方式，例如采用其他數(shù)據(jù)躍 迀-編碼值映射方式以及/或者采用其他確定數(shù)據(jù)躍迀方式的實施方式。
[0137] 躍訐碼重詈
[0138] 躍迀碼的使用還存在兩個相關(guān)議題。第一個議題在于，當總線的使用頻率較低時， 如何保證其兩端所用歷史值之間的協(xié)調(diào)性。第二個議題在于當總線閑置時，如何保證線路 中躍迀的最小化。
[0139] 對于持續(xù)運行的總線而言，保證總線兩端歷史值為相同值不成為一個問題。有多 種通過將FIR的歷史值重置為已知值的解決方案用于解決躍迀碼數(shù)據(jù)總線閑置時的問題。
[0140] 使用躍迀碼時的所述第二個議題在于如何很好地控制閑置/無操作總線上的值。 由于使用躍迀碼的重點在于使總線上的躍迀最小化，因此保證閑置總線上不發(fā)生躍迀非常 重要。由于多數(shù)總線大部分時間處于所述閑置/不運行狀態(tài)，所以此狀態(tài)下消耗的功耗對 于系統(tǒng)總功耗而言是首當其沖的。
[0141] TLT (4, D-RS 框圖
[0142] 圖8B為TLT (4, 1)-RS接口的框圖。作為比較，圖8A為現(xiàn)有多線接口框圖。
[0143] 應(yīng)當注意的是，TLT(4, 1)-RS中用于組成FIR濾波器（或同等的躍迀編碼邏輯電 路）的額外歷史觸發(fā)器位于主數(shù)據(jù)路徑的外部，因此并不額外產(chǎn)生任何數(shù)據(jù)路徑延遲。因 此，例如圖8B所示TLT(4, 1)-RS的實施方式同樣適用于與例如圖8A所示現(xiàn)有接口相同的 通用系統(tǒng)配時計劃。雖然圖8B所示TLT (4, 1)-RS的實施方式需要額外的時序容限，但無需 其他時鐘周期。
[0144] 在至少一種實施方式中，作為圖8B所示接收器的一種變體，解碼器緊鄰三進制接 收器設(shè)置于其下游。
[0145] 啟動筧法
[0146] 本文所公開技術(shù)的直接應(yīng)用可能會導致歷史值初始化時產(chǎn)生時鐘延遲問題。此問 題可通過如下方式獲得緩解：例如在每次總線進入閑置狀態(tài)或每次多分支總線系統(tǒng)中新的 處于工作狀態(tài)下的發(fā)送器和/或接收器被選中時的系統(tǒng)重置過程中，將發(fā)送器和接收器的 歷史值均初始化為已知狀態(tài)。
[0147] TLT (4, D-RS發(fā)送驅(qū)動器和三講制接收器
[0148] 在本發(fā)明的至少一種實施方式中，發(fā)送驅(qū)動器例如使用NMOS晶體管驅(qū)動低電平。 對于低擺幅TLT (4, I)-RS的中間電平和高電平，通過使用源極跟隨器NMOS晶體管來達到參 考電壓。圖9A為此類驅(qū)動器一實施例示意圖。
[0149] 在接收器端，需要對每條線路的高信號電平、中間信號電平或低信號電平進行檢 測。在本發(fā)明的至少一種實施方式中，每條線路可使用兩個比較器，以將該線路的信號電平 與已知參考電壓進行比較。圖9B為一種結(jié)構(gòu)更為簡單和緊湊的實施方式示意圖，其使用四 個晶體管和一個參考電壓構(gòu)成所需要的兩個信號電平指示器。此電路可在所使用的半導體 工藝可實現(xiàn)足夠低的晶體管閾值電壓時使用。
[0150] 低擺幅電平的值通常為〇、Vdd/4和Vdd/2。根據(jù)具體使用的系統(tǒng)電壓以及半導體 工藝，可通過調(diào)整這些例示值以優(yōu)化系統(tǒng)性能。
[0151] 在芯片上生成上述中間電平Vdd/4及高電平Vdd/2并非易事。這是因為所生成 的電平必須具有精確、波動小、功耗小的特點，而且必須在其整個負載范圍內(nèi)都維持這些特 性。線性穩(wěn)壓器雖然精確性較好，但是其功耗性能不佳。開關(guān)穩(wěn)壓器只有在使用高質(zhì)量的無 源器件時才能在芯片上實現(xiàn)上述目的。在一種實施方式中，上述各電壓由外部提供。在另一 種實施方式中，先由外部提供所述Vdd/2電壓，而后由線性穩(wěn)壓器在芯片上生成所述Vdd/4 電壓，從而在電壓提供方式的復雜性和由于線性穩(wěn)壓器的使用而產(chǎn)生的額外功耗之間取得 平衡。
[0152] 根據(jù)計算，在所述例示系統(tǒng)配置中，一種使用TLT(4, 1)-RS的發(fā)送器和接收器例 示實施方式需要的功耗為167mW (通常狀況下）以及305mW (快速工作狀態(tài)下）。
[0153] 雖然此處實施例描述了向量信令碼在點對點或多分支總線芯片間互連中的應(yīng)用， 然而其不應(yīng)以任何方式視為對本發(fā)明范圍構(gòu)成限制。本申請中所公開的方法還可以同等效 果適用于其他互連拓撲結(jié)構(gòu)以及其他通信媒介，包括用于光通信、電容性通信、感應(yīng)式通信 以及無線通信的媒介。因此，此處所使用的描述性詞語，如"電壓"和"信號電平"應(yīng)視為包 括其在其他度量系統(tǒng)中的同等概念，如"光強"、"射頻調(diào)制"等。此處所用詞語"物理信號" 包括可傳送信息的物理現(xiàn)象的所有適用形態(tài)和屬性。此外，物理信號可以為有形的非暫時 性信號。
【主權(quán)項】
1. 一種用于集成電路器件互連的系統(tǒng)，其特征在于，包括： 一互連結(jié)構(gòu)，位于至少兩個集成電路器件之間且包括一個或多個互連線組，每個互連 線組對表示向量信令碼的碼字的信號進行傳輸； 一編碼器，用于將發(fā)送數(shù)據(jù)字轉(zhuǎn)化為所述向量信令碼的發(fā)送碼字； 一發(fā)送驅(qū)動器，在所述一個或多個互連線組中的一個互連線組的互連線上發(fā)出與所述 發(fā)送碼字的碼元對應(yīng)的物理信號； 一接收器，用于對由所述發(fā)送驅(qū)動器使用的所述互連線上的物理信號進行檢測，其中， 所述物理信號為所述向量信令碼的接收碼字的碼元；以及 一解碼器，用于將所述接收碼字譯碼為接收數(shù)據(jù)字，從而實現(xiàn)所述至少兩個集成電路 器件之間的互連。2. 如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述向量信令碼為平衡碼且包括由至少三個 不同值構(gòu)成的組中的碼元。3. 如權(quán)利要求2所述系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)送驅(qū)動器使得在互連線組上發(fā)送的所 述平衡碼的碼元在交互中以被動方式生成所述互連線組的所述物理信號值中的至少一個。4. 如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述編碼器用于將所述發(fā)送數(shù)據(jù)字與前一發(fā) 送數(shù)據(jù)字之間的差值編碼至所述發(fā)送碼字中，所述解碼器用于將所述接收碼字譯碼為使其 表示待施加至前一接收數(shù)據(jù)字以獲得所述接收數(shù)據(jù)字的差值。5. 如權(quán)利要求4所述系統(tǒng)，其特征在于，還包括一存儲器，用于將所述接收數(shù)據(jù)字保存 為用于下一輪的前一發(fā)送數(shù)據(jù)字，其中，所述存儲器由與一預(yù)選碼字相等的一初始值配置。6. -種在集成電路器件之間使用向量信令碼傳輸二進制數(shù)據(jù)字的方法，其特征在于， 包括： 將所述二進制數(shù)據(jù)字編碼為至少一個向量信令碼字，所述向量信令碼字包括由三個或 更多不同值組成的碼集中的碼符； 在連接一個發(fā)送集成電路器件以及至少一個接收集成電路器件的至少一個線組上發(fā) 送所述至少一個向量信令碼字； 通過所述至少一個接收集成電路器件接收所述至少一個向量信令碼字； 將所述至少一個向量信令碼字解碼為接收二進制數(shù)據(jù)字；以及 通過所述至少一個接收集成電路器件使用所述接收二進制數(shù)據(jù)字。7. 如權(quán)利要求6所述方法，其特征在于，所述向量信令碼為平衡碼。8. 如權(quán)利要求7所述方法，其特征在于，基于所述向量信令碼為平衡碼，所述被發(fā)送向 量信令碼字的碼符中的至少一個在傳輸過程中以被動方式生成。9. 如權(quán)利要求6所述方法，其特征在于，將所述二進制數(shù)據(jù)字編碼包括：對當前的二進 制數(shù)據(jù)字以及前一二進制數(shù)據(jù)字之間的差值進行編碼。
【專利摘要】本發(fā)明公開了在物理信道中發(fā)送數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法可提供以低功耗實現(xiàn)高帶寬的集成電路芯片間的低延遲接口，通過使用向量信令碼，多條線路上的信令組可實現(xiàn)通信，其中，每條線路具有多于兩個信號值的低擺幅信號。
【IPC分類】H04L29/02, H04L29/10
【公開號】CN105122758
【申請?zhí)枴緾N201480020544
【發(fā)明人】布賴恩·霍爾登, 約翰·?？怂? 彼得·亨特, 約翰·凱伊, 阿明·肖克羅拉, 安德魯·斯圖爾特, 朱塞佩·蘇爾艾斯, 羅杰·烏爾里奇, 理查德·辛普森
【申請人】康杜實驗室公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2014年2月11日
【公告號】US9106220, US20140226734, US20150349835, WO2014124450A1