[发明专利]一种用于高速串口收发机的自适应均衡方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于高速串口收发机的自适应均衡方法及系统：该方法首先构建包含信道数据、均衡系数数据、高速串口模型、模型仿真得到的误码率的数据训练集；然后用该数据训练集对高速串口收发机均衡系统的算法进行训练；接着把训练好的算法下载到高速串口芯片的处理器中；最后在高速串口应用时，该处理器使用均衡算法对高速串口收发机均衡系统进行自适应调整，得到整体收发机的最优均衡效果。本发明使用有限的数据训练集，通过对神经网络的训练得到拟合算法，使用该算法可对实际中多种高速串口收发机的均衡系统进行优化配置，具有适用范围广、均衡效果好的特点。

技术领域

本发明属于集成电路设计技术领域，特别涉及一种用于高速串口收发机的自适应均衡方法及其系统。

背景技术

高速串行接口用于对数据进行串行传输，随着云计算、5G通信、AI的发展，高速串口得到越来越广泛的应用。

图1是典型的高速串口工作原理图。发射机输出串行数据，经过信道后，接收机输入数据。由于从发射机输出端到接收机输入端之间的数据传输信道存在高频衰减和和阻抗不连续等问题，信号经过信道后质量变差，造成接收机出现误码。为了解决这个问题，串行接口需要加入均衡器补偿衰减、改善信号质量。发射机的输出端通常使用FFE，接收机的输入端通常使用级联的CTLE和DFE。

接收机中的CTLE用于提高信号高频能量、同时降低信号的低频能量。可以针对高频-低频能量相等的目标对CTLE进行自适应均衡。接收机中DFE通常使用最小均方(LeastMeanSquare，LMS)算法，让实际信号眼高尽量接近设定信号眼高，实现自适应均衡。发射机中的FFE则需要以远端接收机恢复出的信号质量(例如误码率，BitErrorRate，BER)为依据，可以使用迫零(ZeroForce，ZF)算法实现自适应均衡。各均衡器完成自适应均衡后，各自得到一组均衡系数。

然而这一均衡方法存在一些问题。一、各均衡器独立进行自适应均衡，得到的总体均衡效果未必最优。二、均衡系统进行整体均衡，但这一方法往往只使用有限个预置的模板，在预置模板内，各均衡器设置了缺省系数，然后在此基础上均衡器进行参数遍历扫描调节。这一方法灵活性较差，难以覆盖所有信道情况。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于高速串口收发机的自适应均衡方法及系统，以期使用经过训练的均衡算法对收发机中的FFE、CTLE、DFE均衡器系数同时进行调节，以期达到整体最优的均衡效果。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明一种用于高速串口收发机的自适应均衡方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1、利用信道数据和均衡系数数据建立高速串口收发机的仿真模型，利用所述仿真模型中，得到各种输入下仿真模型的误码率；

步骤2、由所述信道数据、均衡系数数据、仿真模型和误码率构成数据训练集；利用所述数据训练集对神经网络进行拟合训练，得到拟合后的自适应均衡算法；

步骤3、将所述自适应均衡算法下载到高速串口芯片的处理器中，使得所述高速串口收发机中的FFE均衡器、CTLE均衡器和DFE均衡器的系数能自适应调节，从而得到最优均衡结果。

本发明所述的自适应均衡方的特点也在于，所述步骤3中的自适应调节系数是按如下步骤进行：

步骤3.1、所述高速串口收发机根据自适应均衡算法得到各个均衡器的均衡系数，然后根据所接收到的串口数据，计算得到均衡器的实际误码率；

步骤3.2、相应的均衡器对实际误码率和目标误码率进行比较，若满足中止条件，则相应的均衡器采用当前配置的均衡系数；否则，返回步骤3.1。

本发明一种用于高速串口收发机的自适应均衡系统的特点包括：模型仿真模块、拟合模块和下载模块；