通过在帧定位处理中使用串行比较、用于成帧器的功率优化机制制造技术

公开了具有功率优化机制的接收器上的帧定位的系统和方法。成帧器使用一个或更多个比较器以在传入数据中搜索FAW，每个比较器被配置为将并行M‑比特块的多个窗口(如从并行数据总线所提供的)与FAW进行连续地比较。成帧器中的多个比较器可以并行操作以在不同窗口中搜索FAW。该配置可以显著降低比较器数目，并因此降低门数目以及成帧器中的芯片面积。由于涉及较少的门翻转，连续地操作的一个比较器比并行的多个比较器消耗更少的功率，因而可以有利地降低功耗。

【技术实现步骤摘要】
通过在帧定位处理中使用串行比较、用于成帧器的功率优化机制相关申请的交叉引用本申请涉及通常指定的于2016年12月22日提交的代理人案号为Applied_612、标题为“通过选择性地禁用帧定位处理的用于成帧器的功率优化机制(POWEROPTIMIZATIONMECHANISMSFORFRAMERSBYSELECTIVELYDEACTIVATINGFRAMEALIGNMENTPROCESS)”、序列号为15/389,140的未决美国专利申请；以及通常指定的于2016年12月22日提交的代理人案号为Applied_615、标题为“通过序列化多个通道的帧定位过程的用于成帧器的功率优化机制(POWEROPTIMIZATIONMECHANISMSFORFRAMERSBYSERIALIZINGFRAMEALIGNMENTPROCESSESFORMULTIPLELANES)”、序列号为15/389,165的未决美国专利申请。
本公开一般地涉及通信中的信号处理领域，以及更具体地，涉及信号处理中的帧定位领域。
技术介绍
在通信系统中，发送器将数据流以符号(例如数据位)的形式发送到接收器。在基于帧的数据传输中，数据以固定长度的帧传输，并且发送器和接收器在选定的帧同步方案上提前达成一致，包括同步标记的选择。在发送器一侧，同步标记被嵌入到帧中，作为基于帧的参考点，这样接收器就可以识别帧的边界。同步标记通常被称为帧定位信号(framealignmentsignal，FAS)，帧定位字(framealignmentword，FAW)、成帧模式、或帧定位模式(framealignmentpattern，FAP)。通常，嵌入的FAW包含接收器一侧已知的模式中固定数量的比特位，并且位于帧的顶部部分，通常是在有效载荷(payload)数据之前的帧中的第一时隙。为了维持同步机制，可以在每一帧中传输FAW，或以其他预定的频率(例如每第3帧，每第5帧，等等)传输FAW。相应地，接收器利用同步机制来检测数据流中的FAW，从而同步数据流。更具体地说，接收器中的一个或更多成帧器电路(或在此称为“成帧器”)执行帧定位处理以检测各个传输帧的边界并将内部或嵌入式数据同步到数据流。一旦获得了帧同步(或帧定位)，数据流就会在接收器受得进一步的数据处理。低功耗集成电路在高速通信系统已经变得越来越重要，尤其是在功率敏感的应用中，如数据中心安装(例如服务器卡、柜顶(Top-of-Rack，ToR)开关、板互连)、通常功率预算紧张的光学模块、对冷却系统至关重要的和昂贵的高密度以太网卡，以及其他。在传统高速PHY芯片中，获取帧定位之后，成帧器继续以周期性的方式在期望的帧位置中积极搜索固定的FAW，并在一定次数没有匹配时声明“帧失调(out-of-frame)”。因此，成帧器在系统运行的整个时间内保持活跃。成帧器的连续操作导致了接收器中不被期望的重大功耗。此外，当前的成帧器使用同一电路的多个相同副本(通常是比较器)以将固定的FAW与传入数据(incomingdata)进行比较，每个比较器观察并行数据总线的不同部分(“窗口”)。比较器的数目等于对并行数据总线进行检查的所有窗口的数目。此外，当前的接收器为每个物理通道使用一个成帧器。由于在该配置中使用大量的比较器门，与这些门翻转(toggling)相关联的功耗是过高的。
技术实现思路
据此，本公开提供了用于通信系统的接收器中的帧定位的功率优化机制。在本公开的一个方面中，本公开的实施例利用成帧器，其能够在达到帧定位以后进入不活跃状态，并响应于接收器上的数据处理再次变为“帧失调”的指示从不活跃状态中醒来。在一些实施例中，“帧失调”的指示是基于在经处理的数据流中检测错误而生成的。例如，该错误可以对应于由耦合至成帧器的前向纠错(FEC)解码器检测到的过量数目的无法改正的错误。一旦检测到，FEC解码器发送重启信号到成帧器，以重启帧定位处理。当针对所有这些数据流都达到帧定位时，可以同时禁用与同一信道(channel)相关联的数据流的帧定位过程(或帧对齐过程)。根据本公开的实施例，当成帧器处于不活跃状态时，用于在成帧器中执行帧定位处理的电路可以关闭，或者置于功率降低模式，例如，通过时钟门控或本领域所熟知的任何其他合适的机制。在现代通信网络中，数据传输通常是可靠的，并且，一旦获取，帧同步就可以在接收器上进行长时间的维持。因此，持续的帧定位处理是不需要的。因此，通过在不必要的时候禁用帧定位处理，可以有利地获得显著的功率降低。根据本公开的另一方面，本公开的实施例提供了成帧器，其使用一个或更多比较器来在传入数据中搜索FAW，其中每个比较器被配置为将并行M-比特块的多个窗口(如并行数据总线提供的)与FAW连续地(serially)进行比较。成帧器中的多个比较器可以并行地操作，以在不同的窗口中搜索FAW。在传统成帧器中，比较器的数目等于窗口的数目、并且同时检查所有窗口。与该传统成帧器相比，这种配置可以显著降低必要的比较器的数目，因此降低门数目以及成帧器中的芯片面积，从而有利地降低相关的功耗。根据本公开的又一个方面，本公开的实施例提供了成帧器，其配置为连续地处理来自多个物理通道和/或多个信道的数据流。与传统接收器(其具有每信道一帧或每通道一帧)相比，这种配置也可以显著降低成帧器数目，因此降低门数目以及接收器中的芯片面积，从而有利地降低相关的功耗。以上是概要，并且因此必要时包含了细节的简化、概括和省略；因此，本领域技术人员将意识到，这个概要只是说明性的，而并不意图以任何方式进行限制。只如权利要求所定义的其他方面、专利技术的特征、以及本专利技术的优点，将在下文所陈述的非限制性的详细描述中变得明显。详细描述现在将详细介绍本专利技术的优选实施例，其例子在附图中被阐明。尽管结合优选的实施例来描述本专利技术，但可以理解的是，它们并不是旨在将本专利技术限制为这些实施例。相反，本专利技术旨在涵盖所附的权利要求所定义的专利技术的精神和范围内所包括的替代、修改和等价物。此外，在以下的本专利技术的实施例的详细描述中，为了提供对本专利技术的深入了解，提出了大量的具体的细节。然而，本领域技术人员将意识到，没有这些具体的细节本专利技术也可以实现。在其他例子中，没有详细描述众所周知的方法、进程、组件和电路，以便不会不必要地模糊化本专利技术的实施例的方面。尽管为了清晰起见，可以以被编号的步骤序列来描述方法，但是编号并不一定表示步骤的顺序。应该理解的是，有些步骤可以跳过、并行执行、或者可以在不需要保持严格顺序的前提下执行。显示本专利技术的实施例的附图是半图解的，并且不按比例，具体地，一些尺寸为了清晰的表示而在附图中被夸大地显示。类似地，尽管附图中的视角为了易于描述而通常显示出相似的方位，但图中的该描述在大多数情况下是任意的。一般来说，本专利技术可以在任何方位进行操作。附图说明结合附图，通过阅读下面的详细描述，本专利技术的实施例将被更好地理解，其中相似的附图标记指定相似的元件，并且其中：图1示出了根据本公开的实施例的包括配置为在达到帧定位之后进入功率降低状态的帧定位逻辑的示例性接收器的配置；图2示出了根据本公开的实施例的描述具有功率降低状态的帧定位的示例性过程的流程图；图3示出了根据本公开的实施例的可以由成帧器中的比较器连续地处理的并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电信系统中的接收器，所述接收器包括：输入接口，所述输入接口配置为接收包括复数个帧的数据流，其中所述复数个帧的各个帧包括帧定位字；串行到并行转换器，所述串行到并行转换器耦合至所述输入接口，并配置为从所述数据流并行输出R比特块；以及帧定位逻辑，所述帧定位逻辑耦合至所述串行到并行转换器，并配置为将复数个W‑比特窗口与所述帧定位字进行连续地比较，以在所述数据流中定位所述帧定位字，其中所述复数个W‑比特窗口的各个W‑比特窗口是从所述R比特块中提取的且在所述R比特块中具有各自的位置，并且其中R和W是大于0的整数。

【技术特征摘要】
2016.12.22 US 15/389,1791.一种电信系统中的接收器，所述接收器包括：输入接口，所述输入接口配置为接收包括复数个帧的数据流，其中所述复数个帧的各个帧包括帧定位字；串行到并行转换器，所述串行到并行转换器耦合至所述输入接口，并配置为从所述数据流并行输出R比特块；以及帧定位逻辑，所述帧定位逻辑耦合至所述串行到并行转换器，并配置为将复数个W-比特窗口与所述帧定位字进行连续地比较，以在所述数据流中定位所述帧定位字，其中所述复数个W-比特窗口的各个W-比特窗口是从所述R比特块中提取的且在所述R比特块中具有各自的位置，并且其中R和W是大于0的整数。2.如权利要求1所述的接收器，其中所述帧定位逻辑包括W位比较器，所述W位比较器配置为将所述复数个W-比特窗口与所述帧定位字进行连续地比较。3.如权利要求1所述的接收器，其中所述帧定位逻辑包括复数个W位比较器，其中所述复数个比较器中的各个比较器被配置为将所述复数个W-比特窗口的多个W-比特窗口与所述帧定位字进行连续地比较，以及其中所述复数个比较器并行操作。4.如权利要求3所述的接收器，其中所述各个比较器被配置为在接连的时间段中比较所述多个W-比特窗口与所述帧定位字，以及其中所述串行到并行转换器被配置为在所述接连的时间段期间维持所述R比特块。5.如权利要求1所述的接收器，其中所述帧定位字包括W比特，以及其中所述复数个帧具有相同的长度。6.如权利要求1所述的接收器，其中所述帧定位逻辑被配置为响应于在所述数据流中定位到所述帧定位字而进入功率节省状态。7.一种电信系统中的接收器，所述接收器包括：输入接口，所述输入接口配置为接收包括复数个帧的数据流，其中所述复数个帧的各个帧包括帧定位字；数据总线，所述数据总线耦合至所述输入接口，并配置为从所述数据流中并行输出R比特块；以及比较器，所述比较器耦合至所述数据总线，配置为将复数个W-比特窗口与所述帧定位字进行接连地比较，以在所述数据流中定位所述帧定位字，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗西斯科·卡焦尼，迪米特里奥斯·吉安纳科普洛斯，
申请(专利权)人：MACOM连接解决有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US