一种差分信号传输质量的自动控制电路的制作方法

1.本发明属于高速通信技术领域，特别是涉及一种高速信号通过差分线路传输时对传输质量进行自动控制的电路。


背景技术：

2.随着科学技术的迅猛发展，高速信号往往通过差分传输的方案进行传输，以提高抗干扰能力。当实际应用中差分信号传输速率超过1ghz时，其信号质量的管控变得尤为关键。实际项目中差分信号的传输往往不处于能使负载正常工作下的最低功耗的状态。而如果设计不当，很有可能导致差分信号传输异常，从而投入大量的人力物力进行相应的不良解析；更严重地，会导致整个项目的失败，从而导致巨大的经济或财产损失。
3.同时，由于实际项目中差分信号走线很细，大多在数十um量级范围，而有关差分信号传输异常的不良解析中，所用测试设备的探头均处于mm级别，难以实现准确测量。这种情况下，不可避免地需要进行差分线间距增大或者穿孔换层处理，或者在传输线路的中部位置进行露铜处理，这将有可能进一步引入其他干扰因素，从而影响测量结果的准确性。
4.另外，针对差分信号传输质量的检测，实际需要测量到的最佳位置应为传输线路与负载的交点位置，而现有技术能力也仅仅局限于在传输线路中段位置进行测试获取，从而使得所测结果不准确。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是，提出一种差分信号传输质量的自动控制电路,实现针对高速差分传输异常情况下的更高效率更低功耗的优化补偿。
6.本发明一种差分信号传输质量的自动控制电路，包括差分信号调节电路、开关电路、隔离电路、高频模数转换电路、数据寄存器以及微控制器；
7.所述差分信号调节电路串联到差分线路与负载之间；
8.所述开关电路、隔离电路、高频模数转换电路、数据寄存器以及微控制器形成差分线路测试支路，通过开关电路并联接入到差分线路与负载的交叉点位置；
9.所述开关电路用于实现所述差分线路测试支路的通断功能；
10.所述隔离电路位于所述开关电路与所述高频模数转换电路之间，所述隔离电路只允许信号由所述开关电路向所述高频模数转换电路单向发送，反向不能发送；
11.所述高频模数转换电路实现对被测差分信号的模数转换；
12.所述微控制器控制所述开关电路，使得所述高频模数转换电路采集指定的某路或者某几路差分信号，所述微控制器接收所述采集的数据，根据预先拟定的调节方案发出相对应的指令，控制所述差分信号调节电路进行相应的调整；同时将所述高频模数转换电路采集到的数据存储到所述数据寄存器中。
13.进一步地，所述隔离电路通过二极管实现。
14.进一步地，所述微控制器中预先拟定的调节方案包括：
15.当接收采集到的差分信号满足所设定的阈值要求时，即判断为差分信号传输工作正常，所述微控制器控制所述开关断开；
16.当接收采集到的差分信号不满足所设定的阈值要求时，根据差分信号具体情况调节控制差分信号电路，直至满足阈值要求。
17.进一步地，当差分信号不满足所设定的阈值要求时，对如下信号具体情况，分别进行调节控制：
18.当差分信号的电压幅值低于设定阈值的下限要求时，对差分信号进行多档位的放大直至满足阈值下限要求；反之，当差分信号的电压幅值高于设定阈值的上限要求时，对差分信号进行多档位的减小直至满足阈值上限要求；
19.当差分信号的爬升时间过长时，逐渐提高差分传输的驱动能力以减小差分信号的爬升时间到最佳状态；反之，当差分信号的爬升时间过短时，逐渐降低差分传输的驱动能力以减小差分信号的爬升时间到最佳状态。
20.进一步地，所述最佳状态为满足限定阈值下的功耗最低状态。
21.本发明具有如下有益效果：
22.(1)本发明基于集成的一致性测试电路系统进行差分信号质量的检测，并对检测结果进行具体分析并输出相应的调节方案，从而实现差分信号传输的自动优化补偿功能。在不改变原始设计方案的情况下，实现差分信号传输的自动优化控制，大大降低了人工与时间成本，也提高了差分信号传输的效率；
23.(2)最大限度的降低了因差分信号传输异常而导致的经济或财产损失；
24.(3)针对差分传输信号质量的检测来说，差分信号走线理论上需要进行差分线间距增大或者穿孔换层处理，或者在传输线路的中部位置进行露铜处理，同时相较于现有技术来说，集成的一致性测试电路系统能够使测量准确性大大提高；
25.(4)能够满足1ghz以上的差分传输速率情况下的高频信号的质量要求。
附图说明
26.图1本发明集成的一致性测试电路的原理框图；
27.图2微控制器中预先拟定的调节方案流程图；
28.图3不满足阈值时对不同信号类型的控制方法。
具体实施方式
29.下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
30.本发明基于集成的一致性测试电路进行差分信号质量的检测，并对检测结果进行具体分析并输出相应的调节方案，从而实现差分信号传输的自动优化补偿功能。
31.如图1所示，集成的一致性测试电路包括：差分信号调节电路、开关电路、隔离电路、高频模数转换电路、数据寄存器以及微控制器。
32.具体地，差分信号调节电路串联到差分线路与负载之间，假设其与负载、开关电路之间的交叉点为k点，它实现调节差分信号的多档位放大或缩小，以及加快或减缓信号爬升时间等功能。开关电路并联接入到差分线路与负载的交点位置k，其功能是实现差分线路测试支路的通断功能。隔离电路放置到高频模数转换电路与开关电路之间，只允许信号由开
关电路向高频模数转换电路单向发送，反向不能发送，隔离电路可以采用二极管实现；保证整个差分回路不受集成的一致性测试电路系统的工作变化的影响。高频模数转换电路实现对被测差分信号的模数转换。微控制器可控制开关电路，使得高频模数转换电路可以自动采集指定的某路或者某几路差分信号，然后经由微控制器的用户协议分析模块对所采集的数据进行实时分析，获取到所采集的差分信号的幅值、占空比及上升时间等信息，并与所设定的通信阈值进行对比，从而根据所拟定的调节方案发出相对应的指令，控制差分信号调节电路进行相应的调整，其调节方案流程图如图2。同时也可控制将高频模数转换电路采集到的数据存储到数据寄存器中，由此控制整个集成测试电路系统的稳定运行，从而实现差分线路传输的自动控制的功能。
33.本发明的差分调节电路可实现功能不仅限于对差分线路的电压电流参数的调节与控制,同时也包括差分信号传输的占空比、爬升时间等与一致性测试相关的所有信息的控制。
34.微控制器中预先拟定的调节方案包括，首先在所述开关电路全部断开的情况下，使整个差分回路在默认的某状态下工作。然后由微控制器控制开关电路，使高频模数转换电路对所指定的某路或某几路差分信号进行采样，并将采集后的数据发送到其用户协议分析模块中。当分析到所采集到的差分信号满足所设定的阈值要求时，即判断为差分信号传输工作正常，微控制器控制开关电路关闭集成的一致性测试电路系统。
35.当所采集到的差分信号不满足所设定的阈值要求时，此时针对具体情况进行具体分析，见图3。比如，当差分信号的电压幅值低于设定阈值的下限要求时，可控制差分信号调节电路对差分信号进行多档位的放大直至满足阈值下限要求；反之，当差分信号的电压幅值高于设定阈值的上限要求时，可控制差分信号调节电路对差分信号进行多档位的减小直至满足阈值上限要求。当差分信号的爬升时间过长时，可控制差分信号调节电路逐渐提高差分传输的驱动能力以减小差分信号的爬升时间到最佳状态；反之，当差分信号的爬升时间过短时，可控制差分信号调节电路逐渐降低差分传输的驱动能力以减小差分信号的爬升时间到最佳状态等等。此处所涉及的最佳状态可以设置为满足限定阈值下的功耗最低状态。
36.上述具体实施方式仅限于解释和说明本发明的技术方案，但并不能构成对权利要求保护范围的限定。本领域技术人员应当清楚，在本发明的技术方案的基础上做任何简单的变形或替换而得到的新的技术方案，均落入本发明的保护范围内。