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一种基于SERDES的一分四中继器使用方法

阅读：638发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种基于SERDES的一分四中继器使用方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于SERDES的一分四中继器使用方法，包括以下步骤：S1、在N-SERDES接收端，从N-SERDES收到66b数据后，并不做解码；S2、在QSB接收方向维护一个2bits的TurnID(轮次标记00/01/10/11)，将turnID与66b码进行66/68b编码(私有编码)；S3、将68b编码分成4个17b编码，分别从4个SERDES发送到对端；S4、在N-SERDES发送端，从4个通道分别收到4个17b编码，组成一个68b编码；S5、对68b编码进行私有的68/66b解码，获得一个66b编码及一个2bits的turnID。本发明可以覆盖 90％(只有10％要求长度超出本发明范围)而成本与功耗远远低于10Bast-T电口与光口，随着5G的普及，市场将扩容10倍以上，相对于25/50G 接口来说，其功耗低于直连电缆，且可以保证系统运行的稳定性，传输距离也可以实现最大程度的提高。，下面是一种基于SERDES的一分四中继器使用方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于SERDES的一分四中继器使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在N-SERDES接收端，从N-SERDES收到66b数据后，并不做解码；
S2、在QSB接收方向维护一个2bits的TurnID(轮次标记00/01/10/11)，将turnID与66b码进行66/68b编码(私有编码)；
S3、将68b编码分成4个17b编码，分别从4个SERDES发送到对端；
S4、在N-SERDES发送端，从4个通道分别收到4个17b编码，组成一个68b编码；
S5、对68b编码进行私有的68/66b解码，获得一个66b编码及一个2bits的turnID；
S6、将正确的66b编码从N-SERDES发送出去。
2.根据权利要求1所述的一种基于SERDES的一分四中继器使用方法，其特征在于，所述turnID用于乱序检测。
3.根据权利要求1所述的一种基于SERDES的一分四中继器使用方法，其特征在于，根据S1所述，乱序检测机制启用时在N-SERDES接收端，每接收一个66b编码，这个trunID称为发送TurnID，这个TurnID会经过66/68b编码后，分别从4个通道发出去，然后发送turnID增加
1。
4.根据权利要求1所述的一种基于SERDES的一分四中继器使用方法，其特征在于，根据S2所述，乱序检测机制启用时在QSB初始化时，每个QSB的发送TurnID与接收turnID都会初始化为0。
5.根据权利要求1所述的一种基于SERDES的一分四中继器使用方法，其特征在于，根据S4所述，乱序检测机制启用时在N-SERDES发送端，从四个通道接收到17b编码时，组成一个
68b编码，在通过私有的68/66解码获取66b编码及turnID，如果turnID不等于接收端turnID或66b编码非法，则认为传送错误，需要做错误处理，否则，接收端trunID自增1。
6.根据权利要求1所述的一种基于SERDES的一分四中继器使用方法，其特征在于，所述信号线采用V-by-one屏蔽信号线。

说明书全文

一种基于SERDES的一分四中继器使用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及信号技术领域，尤其涉及一种基于SERDES的一分四中继器使用方法。

背景技术

[0002] SERDES：是英文SERializer(串行器)/DESerializer(解串器)的简称。它是一种主流的时分多路复用(TDM)、点对点(P2P)的串行通信技术。即在发送端多路低速并行信号被转换成高速串行信号，经过传输媒体(光缆或铜线)，最后在接收端高速串行信号重新转换成低速并行信号。这种点对点的串行通信技术充分利用传输媒体的信道容量，减少所需的传输信道和器件引脚数目，提升信号的传输速度，从而大大降低通信成本。

[0003] 10G Base-T：IEEE802.3an标准，规定通过4对CAT6绞线，要传输到100 米，实际上做到100米传输成本及功耗都相当高，因此市场产品大都小于30米。

[0004] PAM4(4Pulse Amplitude Modulation)信号作为下一代数据中心中高速信号互联的热门信号传输技术，被广泛应用于200G/400G 接口的电信号或光信号传输。传统的数字信号最多采用的是NRZ(Non-Return-to-Zero)信号，即采用高、低两种信号电平来表示要传输的数字逻辑信号的1、0信息，每个信号符号周期可以传输1bit的逻辑信息；而PAM信号则可以采用更多的信号电平，从而每个信号符号周期可以传输更多bit的逻辑信息。比如以PAM4信号来说，其采用4 个不同的信号电平来进行信号传输，每个符号周期可以表示2个bit的逻辑信息 (0、1、2、3)。

[0005] 目前，市面上的结构主要为10G接口和25/50G接口为主，10G接口目前有光口与电口两种接口，但是10G接口存在功耗高，成本高的问题同时还存在不支持工业级及军工级接口问题，对工业级及军工来讲，10Gbase-T的成本尚可以接受，但10Baset-T过高的功耗是不可接受的，因为军工产品的散热是一个非常难，且成本高的问题。

[0006] 25/50G接口主要用于数据中心，对数据中心而言，功耗是非常关键的因素，因为功耗不仅消耗电费，而且会导致系统运行不稳定。

[0007] 过高的光模块成本导致数据使用光模块的比例不到5％，95％的采用直连电缆，这就导致了25/50G接口成本高，功耗大的问题，为此，我们提出了一种基于 SERDES的一分四中继器使用方法来解决上述问题。

发明内容

[0008] 本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于SERDES 的一分四中继器使用方法。

[0009] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

[0010] 一种基于SERDES的一分四中继器使用方法，包括以下步骤：

[0011] S1、在N-SERDES接收端，从N-SERDES收到66b数据后，并不做解码；

[0012] S2、在QSB接收方向维护一个2bits的TurnID(轮次标记00/01/10/11)，将turnID与66b码进行66/68b编码(私有编码)；

[0013] S3、将68b编码分成4个17b编码，分别从4个SERDES发送到对端；

[0014] S4、在N-SERDES发送端，从4个通道分别收到4个17b编码，组成一个68b 编码；

[0015] S5、对68b编码进行私有的68/66b解码，获得一个66b编码及一个2bits 的turnID；

[0016] S6、将正确的66b编码从N-SERDES发送出去。

[0017] 优选地，所述turnID用于乱序检测。

[0018] 优选地，根据S1所述，乱序检测机制启用时在N-SERDES接收端，每接收一个66b编码，这个trunID称为发送TurnID，这个TurnID会经过66/68b编码后，分别从4个通道发出去，然后发送turnID增加1。

[0019] 优选地，根据S2所述，乱序检测机制启用时在QSB初始化时，每个QSB的发送TurnID与接收turnID都会初始化为0。

[0020] 优选地，根据S4所述，乱序检测机制启用时在N-SERDES发送端，从四个通道接收到17b编码时，组成一个68b编码，在通过私有的68/66解码获取66b编码及turnID，如果turnID不等于接收端turnID或66b编码非法，则认为传送错误，需要做错误处理，否则，接收端trunID自增1。

[0021] 优选地，所述信号线采用V-by-one屏蔽信号线。

[0022] 本发明可以覆盖90％而成本与功耗远远低于10Bast-T电口与光口，随着5G 的普及，市场将扩容10倍以上，相对于25/50G接口来说，其功耗低于直连电缆，且可以保证系统运行的稳定性，传输距离也可以实现最大程度的提高。附图说明

[0023] 图1为本发明的输入示意图；

[0024] 图2为本发明的信号线内部结构示意图；

[0025] 图3为本发明的工作原理示意图。

具体实施方式

[0026] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

[0027] 参照图1-3，本发明是通过将一种高速SERDES的数据，通过4条频率降到 1/4频率的SERDES，当SERDES频率降低后，其SNR会得到非常大的改善，可以传输到更远的距离，通过其它LR的技术，包括提高幅度，增加FEC等技术，将传输距离最大程度的提高，从而实现较低功耗，较低成本及较远距离的传输，其工作原理如下：

[0028] 在N-SERDES接收端：

[0029] 第一步：从N-SERDES收到66b数据后，并不做解码；

[0030] 第二步：在QSB接收方向维护一个2bits的TurnID(轮次标记00/01/10/11)，将turnID与66b码进行66/68b编码(私有编码)；

[0031] 第三步：将68b编码分成4个17b编码，分别从4个SERDES发送到对端；

[0032] 在N-SERDES发送端：

[0033] 第一步：从4个通道分别收到4个17b编码，组成一个68b编码；

[0034] 第二步：对68b编码进行私有的68/66b解码，获得一个66b编码及一个2bits 的turnID；

[0035] 第三步:将正确的66b编码从N-SERDES发送出去。

[0036] turnID是用于乱序检测的，由于66b编码是连续的，所以不会发生乱序的情况，但为了更强的健壮时，还是启用乱序检测机制。

[0037] 在QSB初始化时，每个QSB的发送TurnID与接收turnID都会初始化为0。

[0038] 在N-SERDES接收端，每接收一个66b编码，这个trunID称为发送TurnID，这个TurnID会经过66/68b编码后，分别从4个通道发出去，然后发送turnID 增加1。

[0039] 在N-SERDES发送端，从四个通道接收到17b编码时，组成一个68b编码，在通过私有的68/66解码获取66b编码及turnID。如果turnID不等于接收端 turnID或66b编码非法，则认为传送错误。需要做错误处理，否则，接收端trunID 自增1。

[0040] 在本发明中，采用V-by-one屏蔽信号线，扁平线，210/25G可以采用RJ45 水晶头及连接器，可以自定义跳线长度，也可以电缆与模块固定成对，宽度10-50 mil，1mil＝0.0254mm介质层的厚度要建模以保证100欧姆差分10％以内偏差。

[0041] 1N-SERDES，意为Network侧的SERDES，产品必须遵从IEEE802.3协议族。

[0042] 我们把普通的SERDES认为是一个bit的ADDC，一个时钟周其将信号识别为 0或1。而当SERDES采样周期太高，会导致SNR急剧降低，很难传输到我们想要的距离，因此我们采用一个8bit的采样的ADDC，将电压识别出来，将一个时钟周期按信号电压识别为00/01/10/
11的2位信号来提供带宽，这种技术称为PAM4。 PAM本身SNR较低，但如果达到相同的速度，将频率提高一倍，SNR会更低，PAM4 是实现100/200/400G网络接口的主要技术手段。

[0043] 在N-SERDES，根据集成电路设计上的局限性，在高于28G的SERDES均会采用PAM4技术，本文中的50G N-SERDES就采用PAM4技术。

[0044] N-SERDES一般会采用SR技术，因为在板上与通讯类芯片的网络接口对接，距离比较短，因此不需要非常高的SNR。

[0045] C-SERDES意为Cable(电缆侧)的SERDES，为了传输更远的距离，一会采用私有的FEC技术来达到更高的SNR，传输更远的距离。C-SERDES不会遵从IEEE 标准，因为永远是自己与自己对接，不需要与第三方对接，以功耗与成本为主要考虑。

[0046] 3QuadStackBufferQSB，(quad Stack Buffer)主要解决从N-SERDES中接收到的数据再通过4条C-SERDES发送到对端，并且在对端四条C-SERDES收到后，要保证不乱序的情况，将四条C-SERDES的数据还原成N-SERDES的数据，并通过对端N-SERDES发送除去。

[0047] 为了节约功耗与成本，我们使用QSB透传技术。我们并不在芯片中设计MAC，也不对从N-SERDES中的66/64b编码进行还原。而是在原来的66/64B编码基础上再进行一次自定义的68/66B编码。

[0048] 本发明和10G光电接口对比：

[0049]

[0050] 本发明和25G光电接口对比：

[0051]

[0052] 本发明和50G光电接口对比：

[0053]

[0054]

[0055] 本发明的芯片参数：

[0056]

[0057] 因为要兼容光模块接口，模块电压输入为3.3V，在模块中用DC-DC先降压，然后通过LDO稳压，达到功耗与性能的兼顾。

[0058] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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