本公開總體上涉及串行器/解串器收發器，并且更具體地涉及提供用于交換管理信息的帶內通信信道的收發器。

背景技術：

1、電氣和電子工程師協會(ieee)標準協會發布了關于以太網的ieee標準即ieee標準802.3-2015，這對于本申請所屬領域的普通技術人員而言將是熟悉的。該以太網標準為通過同軸線纜、雙軸線纜、雙絞線對線纜、光纖線纜和電氣背板以及各種信道信號星座以從1mb/s到100gb/s的選定速度的局域網(lan)操作提供了通用的媒體訪問控制規范。隨著對越來越高的數據速率的需求持續，該標準正在擴展。即使均衡器被迫以更快的碼元速率操作，標準的此類擴展也必須計及增加的信道衰減和色散。隨著pam4或更大的信號星座在超過幾米的距離跨度上，所提出的每通道比特率上升到超過50gbps，提供確保一致地穩健性能的負擔得起的大規模制造的網絡硬件變得越來越困難。

2、對于不超過2米的距離跨度，衰減被合理地限制，使得通常可以采用無源銅纜，也稱為直連線纜或“dac”。具有較大距離跨度的數據中心可能需要依賴于線纜連接器中具有數據恢復和重新調制(drr)芯片的有源光纜(aoc)設計來將電接口信號轉換為通過光纖傳輸的光信號，即使此類線纜通常具有更高的成本。更復雜的drr芯片還使有源以太網線纜(aec)設計能夠使用電導體在多達至少七米的距離跨度上提供負擔得起的高帶寬數據傳輸。aoc和aec設計中的drr設備通常經由專用信道(諸如端連接器之間的雙絞線對)交換管理信息。(管理信息的示例可以包括配置信息、狀態信息、固件更新等。)該專用信道可能會增加有源線纜的不期望的材料成本和體積。

3、與大多數集成電路設備一樣，drr芯片已經變得十分復雜，以至于電子設備設計者從頭設計集成電路設備是不切實際的。相反，電子設備設計者依靠集成電路布局設計的預定義的模塊化單元，根據需要將它們進行布置并接合，以實現期望設備的各種功能。每個模塊化單元都具有定義的接口和已經由其創造者驗證的行為。盡管創造每個模塊化單元可能花費大量時間和投資，但模塊化單元重新使用和進一步開發的可用性極大地縮減了產品周期時間并實現了更好的產品。預定義的單元可被分層次地組織，其中給定的單元包含一個或多個較低級別的單元，并且進而被包含在較高級別的單元中。許多組織都有用于銷售或許可的此類預定義模塊化單元庫，包括例如，嵌入式處理器、存儲器、用于不同總線標準的接口、功率轉換器、倍頻器、傳感器換能器接口等。預定義的模塊化單元也被稱為單元格(cell)、塊、核心和宏，這些術語具有不同的含義和變型(“ip核心”、“軟宏”)，但經常可互換地采用。

4、可以以不同的方式表達模塊化單元，例如，以硬件描述語言(hdl)文件的形式，或以作為可直接印刷至一系列制造工藝掩模上的完全路由的設計的形式。完全路由的設計文件通常是工藝特定的，這意味著通常需要額外的設計工作來將模塊化單元遷移到不同的工藝或制造商。hdl形式的模塊化單元需要后續的合成、放置和路由步驟來實現，但它們是工藝獨立的，這意味著不同的制造商可以應用其優選的自動合成、放置和路由工藝，以使用廣泛的制造工藝來實現單元。由于其更高級別的表示，hdl單元可以更順應于修改和可變設計參數的使用，而完全路由的單元可以在面積要求、可靠性和性能方面提供更好的可預測性。雖然不存在固定的規則，但數字模塊設計更通常被指定為hdl形式，而模擬和混合信號單元更通常被指定為較低級別的物理描述。

5、對于采用現代數據通信標準(其持續朝向更高的碼元速率和更大的每信道碼元比特數演進)的設備設計而言，經常需要串行器-解串器(serdes)核心。以更高的碼元速率，信道碼元在其傳播時變得更加被衰減和分散，導致信道的接收端處越來越嚴重的碼間干擾(isi)。當試圖檢測信道碼元時，除了污染接收信號的信道噪聲之外，接收器還必須應對這種isi。至少存在一種此類serdes核心設計，其消除了對管理信息的專用導體的任何需要。參見，例如，美國專利10,212,260“具有隱藏的反向信道協議的serdes體系結構”。然而，它是協議特定的，限制了核心的多功能性。

技術實現思路

1、因此，本文中公開了實現協議無關的管理信道的帶內通信方法和收發器。一種說明性帶內通信方法包括：利用數據流緩沖器對來自主機側接收器的出站數據流進行緩沖，該出站數據流具有第一比特率；以及提供表示在出站數據流的每n個字之后具有附加字的出站數據流的線路側數據流，該線路側數據流具有從數據流緩沖器的填充級別導出的第二比特率，附加字包括消息字和空閑字，其中相鄰消息字被預定數量的空閑字分隔開。

2、一種說明性帶內通信收發器，包括：數據流緩沖器、插入邏輯和線路側發射器。數據流緩沖器被配置成用于對來自主機側接收器的出站數據流進行緩沖，該出站數據流具有第一比特率。插入邏輯被配置成用于通過在出站數據流的每n個字之后插入附加字來創建表示出站數據流的線路側數據流，該附加字形成包括消息字和空閑字的序列，其中相鄰消息字被預定數量的空閑字分隔開，該預定數量大于零。線路側發射器被配置成用于以第二比特率發射線路側數據流，第二比特率是從數據流緩沖器的填充級別導出的。

3、前述方法和收發器可被具體化為存儲在非暫態信息存儲介質上的半導體ip核心。當由適當配置的計算機使用時，半導體ip核心提供電路和/或工藝掩模設計，以用于制造具有上述收發器組件的集成電路設備以實現上述通信方法。

4、前述方法、收發器和核心實現方式中的每一者可以單獨或組合地體現，并且可以與以下可選特征中的任何一者或多者組合：1.發射緩沖器，該發射緩沖器被配置成用于存儲消息字的分組，該分組包括第一消息字。2.附加字的序列包括與第一消息字分隔開預定數量的空閑字的消息前導碼。3.預定數量的空閑字大于一。4.n為104或更大。5.線路側接收器被配置成用于接收表示在入站數據流的每n個字之后具有額外字的入站數據流的線路側數據流，額外字包括接收消息字和空閑字，其中相鄰的接收消息字被預定數量的空閑字分隔開。6.提取邏輯被配置成用于將接收消息字存儲在接收緩沖器中，并且用于將入站數據流存儲在數據流緩沖器中。7.主機側發射器，主機側發射器被配置成用于發射不具有額外字的入站數據流。8.表示入站數據流的線路側數據流中的空閑字中的每一個包括指示遠程收發器是否與附加字同步的狀態字段。9.表示出站數據流的線路側數據流中的空閑字中的每一個包括指示提取邏輯是否與額外字同步的狀態字段。10.提取邏輯被配置成用于在將接收消息字存儲在接收緩沖器中時暫停數據流緩沖器的寫入時鐘。11.提取邏輯被配置成用于實現有限狀態機以用于實現并且維持與額外字的同步。12.插入邏輯被配置成用于在插入附加字時暫停數據流緩沖器的讀取時鐘。13.插入邏輯被配置成用于實現有限狀態機，以用于發射消息字的分組，其中在相鄰消息字之間具有預定數量的空閑字。

技術特征：

1.一種帶內通信方法，所述帶內通信方法包括在本地收發器中：

2.如權利要求1所述的帶內通信方法，其中，所述第二比特率是從所述數據流緩沖器的填充級別導出的。

3.如權利要求1所述的帶內通信方法，其中，所述附加字進一步包括將相鄰消息字分隔開的預定數量的空閑字，所述預定數量大于零。

4.如權利要求3所述的帶內通信方法，其中，所述空閑字包括同步信息。

5.如權利要求3所述的帶內通信方法，進一步包括：

6.如權利要求3所述的帶內通信方法，其中，所述預定數量的空閑字大于一。

7.如權利要求3所述的帶內通信方法，其中，n為104或更大。

8.如權利要求3所述的帶內通信方法，進一步包括，在所述本地收發器中：

9.如權利要求8所述的帶內通信方法，其中，表示所述入站數據流的所述線路側數據流中的所述空閑字中的每一個包括指示遠程收發器是否與所述附加字同步的狀態字段，并且其中表示所述出站數據流的所述線路側數據流中的所述空閑字中的每一個包括指示所述本地收發器是否與所述額外字同步的狀態字段。

10.如權利要求9所述的帶內通信方法，進一步包括：使用有限狀態機通過掃描所述線路側數據流以查找在所述入站數據流的每n個字之后出現的空閑字來建立與所述額外字的同步。

11.一種帶內通信收發器，包括：

12.如權利要求11所述的帶內通信收發器，進一步包括：

13.如權利要求11所述的帶內通信收發器，其中，所述預定數量的空閑字大于一。

14.如權利要求11所述的帶內通信收發器，其中，n為104或更大。

15.如權利要求11所述的帶內通信收發器，進一步包括：

16.如權利要求15所述的帶內通信收發器，其中，表示所述入站數據流的所述線路側數據流中的所述空閑字中的每一個包括指示遠程收發器是否與所述附加字同步的狀態字段，并且其中表示所述出站數據流的所述線路側數據流中的所述空閑字中的每一個包括指示所述提取邏輯是否與所述額外字同步的狀態字段。

17.如權利要求16所述的帶內通信收發器，其中，所述提取邏輯被配置成用于在將接收消息字存儲在所述接收緩沖器中時暫停所述數據流緩沖器的寫入時鐘。

18.如權利要求16所述的帶內通信收發器，其中，所述提取邏輯被配置成用于實現有限狀態機以用于實現并且維持與所述額外字的同步。

19.如權利要求11所述的帶內通信收發器，其中，所述插入邏輯被配置成用于在插入附加字時暫停所述數據流緩沖器的讀取時鐘。

20.如權利要求11所述的帶內通信收發器，其中，所述插入邏輯被配置成用于實現有限狀態機，以用于發射消息字的分組，其中在相鄰消息字之間具有所述預定數量的空閑字。

技術總結
本公開涉及具有協議無關的帶內管理信道的SerDes方法和設備。提供帶內通信方法和收發器以實現協議無關的管理信道。一種說明性的帶內通信方法包括：利用數據流緩沖器對來自主機側接收器的出站數據流進行緩沖，該出站數據流具有第一比特率；以及提供表示在出站數據流的每N個字之后具有附加字的出站數據流的線路側數據流，線路側數據流具有從數據流緩沖器的填充級別導出的第二比特率，附加字包括消息字和空閑字，其中相鄰消息字潛在地被預定數量的空閑字分隔開。

技術研發人員：A·尤帕德亞,蔡昉,錢浩立
受保護的技術使用者：默升科技集團有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24