在低電源電壓技術中增加電壓模式驅動器的輸出振幅的制作方法
【專利說明】在低電源電壓技術中増加電壓模式驅動器的輸出振幅
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2014年6月25日提交的美國臨時專利申請第62/017，176號和于2014年7月21日提交的美國專利申請第14/336,979號的優先權權益，通過引用將其全部內容結合于本文中。
技術領域
[0003]本說明書總體涉及線路驅動器，并且更具體地但非排他地涉及用于在低電源電壓技術中增加電壓模式驅動器的輸出振幅的方法和裝置。
【背景技術】
[0004]包括電壓模式驅動器的線路驅動器被用于多種應用，諸如移動串并轉換器(SerDes)電路、網絡交換機和數據中心應用、以及高速PHY電路。在衰減和失真存在的情況下，線路驅動器的主要功能是通過介質(例如，導電體的線路)可靠地發送信號。
[0005]通過當前標準(例如，IEEE標準)指定的所需要發送的輸出擺動是一種獨立的技術。然而，隨著技術節點轉移為更小的特征尺寸，也縮減標稱電源電壓。例如，針對底板以太網界面的802.3ap標準(例如，IEEE KR)需要800mV的最小差分峰值至峰值電壓，最小差分峰值至峰值電壓大于在28nm以下的技術能夠支持的標稱電源電壓。例如，在16nm技術中，電源電壓是近似800mV。一些現有解決方案增加驅動器電源并且使用從電壓驅動器核心轉移至電源的電平，其增加功率消耗，或使用兩個電源或低壓差(LD0)電路。其他解決方案使用較低的片上電阻，其犧牲重要發射器規格，諸如返回損耗。
【發明內容】
[0006]本發明提供了一種用于使用低電源電壓驅動負載的裝置，所述裝置包括:電壓模式驅動器，被配置為向所述負載提供希望的終端阻抗和希望的輸出電流的第一部分；以及電流源布置體，被配置為提供所希望的輸出電流的第二部分，其中，所希望的輸出電流在所述負載上生成預定電壓擺動，并且其中，通過所述低電源電壓為所述電壓模式驅動器和所述電流源布置體提供電力。
[0007]在上述裝置中，所述電壓模式驅動器包括恒定阻抗電壓模式驅動器。
[0008]在上述裝置中，所述電壓模式驅動器包括可變阻抗電壓模式驅動器。
[0009]在上述裝置中，所述電壓模式驅動器包括恒定阻抗電壓模式驅動器，所述恒定阻抗電壓模式驅動器包括一個或多個分流器元件。
[0010]在上述裝置中，所述電壓模式驅動器或所述電流源布置體中的至少一個被配置為用作輸出電壓振幅控制或均衡控制的至少一個，并且其中，基于標準確定所述預定電壓擺動。
[0011]在上述裝置中，所述電流源布置體包括電流源和開關，所述電流源和所述開關能夠被配置為向所述負載中提供沿兩個相反方向流動的所希望的輸出電流的所述第二部分，其中，所述開關能夠被配置為動態控制向所述負載提供的電流量。
[0012]在上述裝置中，所述低電源電壓是與技術節點相關聯的標稱電源電壓，并且其中，所述標稱電源電壓不足以使能所述電壓模式驅動器以向所述負載提供所希望的輸出電流。
[0013]在上述裝置中，基于希望的返回損耗確定所希望的終端阻抗。
[0014]本發明提供了一種用于使用低電源電壓驅動負載的方法，所述方法包括:通過使用第一電路向所述負載提供希望的終端阻抗和希望的輸出電流的第一部分；以及通過使用第二電路提供所希望的輸出電流的第二部分，其中，所希望的輸出電流在所述負載上生成預定電壓擺動，并且其中，通過所述低電源電壓為所述第一電路和所述第二電路提供電力。
[0015]在上述方法中，提供所希望的終端阻抗和所希望的輸出電流的所述第一部分包括使用電壓模式驅動器，并且其中，所述電壓模式驅動器包括恒定阻抗電壓模式驅動器。
[0016]在上述方法中，提供所希望的終端阻抗和所希望的輸出電流的所述第一部分包括使用電壓模式驅動器，并且其中，所述電壓模式驅動器包括可變阻抗電壓模式驅動器。
[0017]在上述方法中，提供所希望的終端阻抗和所希望的輸出電流的所述第一部分包括使用電壓模式驅動器，并且其中，所述電壓模式驅動器包括恒定阻抗電壓模式驅動器，所述恒定阻抗電壓模式驅動器包括一個或多個分流器元件。
[0018]在上述方法中，提供所希望的終端阻抗和所希望的輸出電流的所述第一部分包括使用電壓模式驅動器，并且其中，所述方法進一步包括配置用作輸出電壓振幅控制或均衡控制中的至少一個的所述電壓模式驅動器或所述第二電路中的至少一個，并且其中，基于標準確定所述預定電壓擺動。
[0019]在上述方法中，提供所希望輸出電流的所述第二部分包括使用電流源布置體，其中，所述方法進一步包括通過使用電流源和開關實施所述電流源布置體，所述電流源和所述開關能夠被配置為向所述負載中提供沿兩個相反方向流動的所希望的輸出電流的剩余部分，并且其中，所述開關能夠被配置為動態控制向所述負載提供的電流量。
[0020]在上述方法中，所述低電源電壓是與技術節點相關聯的標稱電源電壓，并且其中，所述標稱電源電壓不足以使能所述電壓模式驅動器以向所述負載提供所希望的輸出電流。
[0021]在上述方法中，進一步包括基于希望的返回損耗確定所希望的終端阻抗。
[0022]本發明還提供了一種系統，包括:高速串并轉換器(SerDes)裝置，由低電源電壓提供電力；以及驅動電路，被配置為在所述高速串并轉換器裝置的輸入節點上提供希望的擺動，其中，所述驅動電路包括:第一電路，被配置為向所述高速串并轉換器裝置的所述輸入節點提供希望的終端阻抗和希望的輸出電流的第一部分；以及第二電路，被配置為提供所希望的輸出電流的第二部分，其中，所希望的輸出電流在所述高速串并轉換器裝置的所述輸入節點上生成所希望的電壓擺動，并且其中，通過所述低電源電壓為所述第一電路和所述第二電路提供電力。
[0023]在上述系統中，所述第一電路包括電壓模式驅動器，并且其中，所述電壓模式驅動器包括恒定阻抗電壓模式驅動器、可變阻抗電壓模式驅動器或包括一個或多個分流器元件的恒定阻抗電壓模式驅動器之一。
[0024]在上述系統中，所述第二電路包括電流源布置體，其中，所述電流源布置體包括電流源和開關，所述電流源和所述開關能夠被配置為向所述高速串并轉換器裝置的所述輸入節點中提供沿兩個相反方向流動的所希望的輸出電流的所述第二部分，其中，所述開關能夠被配置為動態控制向所述高速串并轉換器裝置的所述輸入節點提供的電流量。
[0025]在上述系統中，所述低電源電壓是與技術節點相關聯的標稱電源電壓，并且其中，所述標稱電源電壓不足以使能所述電壓模式驅動器以向所述高速串并轉換器裝置的所述輸入節點提供所希望的輸出電流。
【附圖說明】
[0026]在后附的權利要求書中闡述本技術的某些特征。然而，出于說明的目的，在下列附圖中闡述本技術的若干實施方式。
[0027]圖1示出了電壓模式驅動電路的實施例。
[0028]圖2A至圖2E示出了根據一個或多個實施方式的用于使用低電源電壓驅動負載的裝置的實施例。
[0029]圖3A至圖3B示出了根據一個或多個實施方式的用于使用低電源電壓驅動負載的裝置的可配置電流源的實施例。
[0030]圖4示出了根據一個或多個實施方式的用于使用低電源電壓驅動負載的方法的實施例。
[0031]圖5示出了根據一個或多個實施方式的采用用于使用低電源電壓驅動一個或多個負載的本技術特征的通信設備的實施例。
【具體實施方式】
[0032]以下闡述的【具體實施方式】旨在作為本技術的各種配置的說明，而無意表示能夠實踐本技術的唯一的配置。附圖并入本文中且構成了【具體實施方式】的一部分。【具體實施方式】包括特定細節，是出于提供徹底理解本技術的目的。然而，本領域技術人員應當清楚且顯而易見的是，本技術并不限于本文中所闡述的具體細節且可使用一個或多個實施方式來實踐。在一個或多個實施例中，為了避免混淆本技術的概念，以框圖的形式示出了熟知的結構和部件。
[0033]本技術提供了用于在低電源電壓技術中增加電壓模式驅動器的輸出振幅的方法和實施方式。如由當前標準所需要的，所公開的技術將電壓模式驅動器與電流驅動器(例如，Η驅動器)合并，以通過負載提供最小差分峰值至峰值電壓。例如，相比于依賴于具有增加的電源或降低的片上電阻的電壓模式驅動器的現有解決方案或基于Η驅動器或電流模式邏輯(CML)驅動器的其他解決方案，本技術包括多個有利特征，例如，降低的功率消耗和不用犧牲返回損耗的芯片區域。此外，所公開的解決方案是最低功率的解決方案，最低功率的解決方案與當前標準(例如，IEEE標準)和未來處理技術兼容。
[0034]圖1示出了用于驅動負載阻抗的電壓模式驅動電路100的實施例。電壓模式驅動電路100包括電阻R1-R4和開關S1-S4，并且被用于驅動負載電阻&，負載電阻&能夠是設備(諸如串并轉換器(SerDes))的輸入阻抗。在允許限制電源電壓(例如，VDD