專利名稱：調節通訊接收器的切片器的系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種通訊網絡，并且尤其涉及一種調節以太網絡接收器的切片器 (slicer)的系統及方法。
背景技術：
以太網絡為一種廣泛使用的電腦網絡技術，可用以建構局域網。例如，規范于IEEE 802. 3的10BASE-TX，其傳送速率可達每秒10百萬位，且數據可傳送于額定長度的無屏蔽雙絞線(unshielded twisted-pair, UTP)。以太網絡接收器通常使用切片器用以將接收信號映射至多個預設值之一。切片器將接接信號與一個或多個固定臨界值作比較，以決定映射輸出。然而，當無屏蔽雙絞線長度擴增或置于噪音環境時，則接收端的接收信號可能被衰減或降低信噪比(signal-to-noise ratio，SNI )。接收器的切片器的臨界值往往無法跟得上信號的衰減，從而使得接收器的效能下降。鑒于傳統接收器無法于噪音環境中有效地接收數據，因此亟需提出一種接收器， 其可自動檢測及調整接收器的參數。
發明內容
鑒于上述，本發明實施例的目的之一在于提出一種適應地(adaptively)調節通訊接收器的切片器的系統及方法，使得接收器可有效地且正確地恢復數據。根據本發明實施例，以太網絡接收器包括切片器、媒體相關接口及臨界值調節器。 切片器根據至少一個臨界值對接收信號執行切片操作，以產生多位準的切片輸出信號。媒體相關接口接收切片輸出信號，據以得到數據符號。臨界值調節器耦接至媒體相關接口，并根據切片輸出信號適應地調節臨界值。其中，臨界值調節器包括零值交點(zero-crossing) 累加器及臨界值決定單元。零值交點累加器自媒體相關接口接收切片輸出信號，并據以決定累加值，其代表切片輸出信號的零值交點長度。臨界值決定單元根據累加值以調節切片器的至少一個臨界值。
圖1顯示以太網絡的幀結構的典型波形。圖2顯示本發明實施例的通訊接收器的方塊圖。圖3A例示接收信號及根據原始臨界值所得到的切片輸出信號。圖;3B例示衰減的接收信號及根據原始臨界值所得到的錯誤切片輸出信號。圖3C例示衰減的接收信號及根據新調節臨界值所得到的正確切片輸出信號。圖4顯示圖2的調節器的細部方塊圖。主要元件符號說明20切片器
22媒體相關接口(MDI)220信號檢測器222符號時序恢復(STR)單元224解碼器24PMA/PLS 子層26媒體獨立接口(MII)28臨界值調節器280零值交點累加器282回路濾波器284臨界值決定單元SFD幀開始定界符TP_IDL幀結束符號+Vth原始正臨界值-Vth原始負臨界值+Vth_new新調節正臨界值-Vth-new新調節負臨界值
具體實施例方式圖1顯示以太網絡的幀結構的典型波形，其傳送速率為每秒10百萬位(或 10BASE-T)。每一幀包括四部分前置符(preamble)、幀開始定界符(start of frame delimiter, SFD)、數據及幀結束符號TP_IDL。其中，前置符包括交替的“0”和“ 1 ”，作為接收器的同步之用。緊接著前置符的是幀開始定界符，其包括特定型樣(pattern)，例如圖1 所示的1101，用來決定數據的起始。緊接著數據的是幀結束符號TP_IDL，例如預設長度的高位準并返回零位準，用以表示幀的結束。如圖1所示，10BASE-T的波形采用曼徹斯特(Manchester)編碼，其中每一位包括至少一個轉變(transition)。例如，低至高位準轉變代表位“ 1”，而高至低位準轉變代表位 “0”。由于高位準及低位準分別為2. 5伏特及-2. 5伏特，因此，曼徹斯特編碼不具直流成份。 再者，由于每一數據位占用相同時間，因此接收器可據以恢復得到時鐘信號。圖2顯示本發明實施例的通訊接收器的方塊圖。雖然本實施例的數據以每秒10 百萬位速率傳送于以太網絡的無屏蔽雙絞線，然而本實施例也可適用于其他采用曼徹斯特或類似編碼的通訊接收器，其每一數據位包括至少一個轉變。在本實施例中，接收器包括切片器20、媒體相關接口(medium dependent interface, MDI) 22、實體媒體連接 / 實體信號處理(physical medium attachment/ physical layer signaling, PMA/PLS)子層 24、媒體獨立接口(medium independent interface，MII06及臨界值調節器觀。其中，媒體相關接口 22包括信號檢測器220、符號時序恢復(symbol timing recovery, STR)單元222及解碼器224 (例如曼徹斯特解碼器)。 在本實施例中，切片器20操作于模擬域，而其他方塊(22至28)則操作于數字域。切片器20接收信號且根據至少一個臨界值以執行切片操作，以產生多位準(例如三位準)切片輸出信號。圖3A例示接收信號及根據原始臨界值所得到的切片輸出信號。當接收信號大于正臨界值+Vth時，切片器20產生高位準(“1”)切片輸出信號；當接收信號小于負臨界值-Vth時，切片器20產生低位準(“-1”)切片輸出信號。高位準切片輸出信號與相鄰的低位準切片輸出信號之間，則是零值交點位準切片輸出信號。換句話說，當接收信號小于正臨界值+Vth但大于負臨界值-Vth時，切片器20產生零值交點位準切片輸出信號。接下來，切片輸出信號被饋至媒體相關接口 22，以得到數據符號，其速率可為每秒 10百萬位。其中，信號檢測器220檢測切片輸出信號的出現，并據以啟動實體媒體連接/實體信號處理子層對。符號時序恢復單元222根據零值交點位準以決定較佳符號取樣點。解碼器224(例如曼徹斯特解碼器)對切片輸出信號進行解碼，以得到數據符號，其速率可為每秒10百萬位。在本實施例中，信號檢測器220耦接至切片器20的輸出，符號時序恢復單元222耦接至信號檢測器220的輸出，而解碼器2M則耦接至符號時序恢復單元222的輸出ο接著，媒體相關接口 22的輸出饋至實體媒體連接/實體信號處理子層對，其輸出再饋至媒體獨立接口 26，從而產生MII信號，其速率為每秒2. 5百萬位。MII信號接著由媒體存取控制(media access control, MAC)層(未顯示)來處理。關于“MDI”、“STR”、 “PMA”、“PLS”及“Mil”的進一步細節，可參閱IEEE 802. 3規格書。當纜線和/或噪音干擾增加時，接收信號將會受到嚴重的信號衰減，使得符號時序復原變得困難甚至產生錯誤。圖3B例示衰減的接收信號及根據原始臨界值所得到的錯誤切片輸出信號。根據圖式，于時間tO-tl期間，零值交點長度較圖3A來得長；于時間 tl-t2期間，零值交點占了(衰減)接收信號的整個周期。一般來說，接收信號的衰減程度越大，則其零值交點會越長。根據本實施例的特征之一，臨界值調節器觀可適應地調節或調整切片器20的臨界值(例如+Vth及-Vth)。雖然本實施例使用二臨界值+Vth及-Vth，然而臨界值的數目可異于二。再者，正臨界值+Vth的絕對值不一定要同于負臨界值-Vth的絕對值。圖4顯示本發明實施例的調節器觀的細部方塊圖。在本實施例中，零值交點累加器觀0自媒體相關接口 22的符號時序恢復單元222接收切片輸出信號或其導出信號。零值交點累加器280藉由累加零值交點的時控取樣(clocked samples)數目，以決定零值交點長度。對零值交點進行取樣的時鐘頻率一般大于接收信號(或切片輸出信號)的頻率。得自零值交點累加器280的累加值(或等效的零值交點長度)被饋至回路濾波器觀2，例如一階低通濾波器，其用以平滑化當前幀與至少前一幀之間的累加值。藉此，可避免累加值的突然變化，從而可得到穩定效能。得自回路濾波器觀2的濾波(或平滑化)輸出信號被饋至臨界值決定單元觀4，其根據平滑化累加值(或等效的平滑化零值交點長度)以調節切片器20的臨界值。在本實施例中，臨界值決定單元284根據當前幀的平滑化累加值以調節下一幀的臨界值。圖3C例示衰減的接收信號及根據新調節臨界值+Vth_neW及_Vth_neW所得到的正確切片輸出信號。在此例子中，由于接收信號受到衰減且零值交點長度變長，因此，分別降低原始臨界值+Vth及-Vth的絕對值以得到新調節臨界值+Vth_new及-Vth_new (圖3B)。 一般來說，當零值交點變長(或累加值變大)時，降低臨界值的絕對值；反之，當零值交點變短(或累加值變小)時，則增大臨界值的絕對值。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并非用以限定本發明的范圍；凡其他未脫離發明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包括在所附權利要求書的范圍之內。
權利要求
1.一種調節通訊接收器的切片器的系統，包括零值交點累加器，用以自切片器接收切片輸出信號，并據以決定所述切片輸出信號的零值交點長度；及臨界值決定單元，其根據所述零值交點長度以調節所述切片器的至少一個臨界值。
2.如權利要求1所述的調節通訊接收器的切片器的系統，其中所述零值交點累加器藉由累加所述零值交點的多個時控取樣，以決定所述零值交點長度，從而得到累加值。
3.如權利要求1所述的調節通訊接收器的切片器的系統，其中所述臨界值決定單元根據當前幀的所述零值交點長度以調節下一幀的所述至少一個臨界值。
4.如權利要求1所述的調節通訊接收器的切片器的系統，還包括回路濾波器，用以平滑化當前幀與至少前一幀之間的多個所述零值交點長度，其中所述平滑化零值交點長度被饋至所述臨界值決定單元。
5.如權利要求1所述的調節通訊接收器的切片器的系統，當所述零值交點長度變長時，所述臨界值決定單元降低所述臨界值的絕對值；當所述零值交點長度變短時，所述臨界值決定單元增大所述臨界值的絕對值。
6.如權利要求1所述的調節通訊接收器的切片器的系統，其中所述切片器采用編碼， 其中每一數據位包括至少一個轉變。
7.一種以太網絡接收器，包括切片器，根據至少一個臨界值對接收信號執行切片操作，以產生多位準的切片輸出信號；媒體相關接口(MDI)，其接收所述切片輸出信號，據以得到數據符號；及臨界值調節器，耦接至所述媒體相關接口，所述臨界值調節器根據所述切片輸出信號， 適應地調節所述至少一個臨界值。
8.如權利要求7所述的以太網絡接收器，其中所述臨界值調節器包括零值交點累加器，用以自所述媒體相關接口接收所述切片輸出信號，并據以決定累加值，其代表所述切片輸出信號的零值交點長度；及臨界值決定單元，其根據所述累加值以調節所述切片器的至少一個臨界值。
9.如權利要求8所述的以太網絡接收器，其中所述零值交點累加器藉由累加所述零值交點的多個時控取樣，以決定所述累加值。
10.如權利要求8所述的以太網絡接收器，其中所述臨界值決定單元根據當前幀的所述累加值以調節下一幀的所述至少一個臨界值。
11.如權利要求8所述的以太網絡接收器，還包括回路濾波器，用以平滑化當前幀與至少前一幀之間的多個所述累加值，其中所述平滑化累加值被饋至所述臨界值決定單元。
12.如權利要求8所述的以太網絡接收器，當所述零值交點長度變長時，所述臨界值決定單元降低所述臨界值的絕對值；當所述零值交點長度變短時，所述臨界值決定單元增大所述臨界值的絕對值。
13.如權利要求7所述的以太網絡接收器，其中所述媒體相關接口包括符號時序恢復(STR)單元，其根據所述切片輸出信號的零值交點以決定較佳符號取樣占·及解碼器，對所述切片輸出信號進行解碼，以得到所述數據符號。
14.如權利要求7所述的以太網絡接收器，還包括實體媒體連接/實體信號處理(PMA/PLQ子層，耦接至所述媒體相關接口的輸出；及媒體獨立接口(MII)，耦接至所述實體媒體連接/實體信號處理子層的輸出；其中來自所述媒體獨立接口的MII信號經由媒體存取控制(MAC)層進行處理。
15.如權利要求13所述的以太網絡接收器，其中所述解碼器采用編碼，其中每一數據位包括至少一個轉變。
16.一種調節通訊接收器的切片器的方法，包括自切片器接收切片輸出信號；決定所述切片輸出信號的零值交點長度；及根據所述零值交點長度以調節所述切片器的至少一個臨界值。
17.如權利要求16所述的調節通訊接收器的切片器的方法，其中所述決定所述零值交點長度的步驟包括累加所述零值交點的多個時控取樣，以決定累加值。
18.如權利要求16所述的調節通訊接收器的切片器的方法，其中所述調節所述臨界值的步驟包括根據當前幀的所述零值交點長度以調節下一幀。
19.如權利要求16所述的調節通訊接收器的切片器的方法，在所述調節所述臨界值的步驟前，還包括平滑化當前幀與至少前一幀之間的多個所述零值交點長度。
20.如權利要求16所述的調節通訊接收器的切片器的方法，其中所述調節所述臨界值的步驟包括當所述零值交點長度變長時，降低所述臨界值的絕對值；及當所述零值交點長度變短時，增大所述臨界值的絕對值。
21.如權利要求16所述的調節通訊接收器的切片器的方法，其中所述切片輸出信號采用編碼，其中每一數據位包括至少一個轉變。
全文摘要
一種調節通訊接收器的切片器的系統及方法。零值交點累加器自切片器接收切片輸出信號，并據以決定切片輸出信號的零值交點長度。臨界值決定單元根據零值交點長度以調節切片器的至少一個臨界值。
文檔編號H04B1/06GK102468858SQ20101053422
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月2日 優先權日2010年11月2日
發明者高祥倫 申請人:承景科技股份有限公司