適用前向糾錯的通信鏈路性能分析器制造技術

一種適用FEC的說明性通信鏈路性能分析器方法和模塊。在至少一些實施例中，用于表征通信鏈路性能的方法包括：(A)跨物理通信鏈路傳輸預定的比特流以產生接收信號；(B)利用接收機從所述接收信號中導出所接收的比特流，所述接收機包括嵌入的調試模塊，所述調試模塊具有：(1)比特計數器，將所接收的比特流分割為碼元和幀；(2)誤差計數器，確定每一個幀的碼元誤差計數；以及(3)聚合器，從碼元誤差計數中獲取至少一個與性能相關的統計；以及(C)基于所述至少一個與性能相關的統計來生成性能測量；以及(D)顯示所述性能測量的可視表示。

Communication link performance analyzer suitable for FEC

An illustrative communication link performance analyzer suitable for FEC, method and module. In at least some embodiments include methods for characterizing the communication link performance: (A) cross physical communication link transmission predetermined bit stream to generate the received signal; (B) derived from the received signal received by the receiver of the bit stream, the receiver includes a debug module embedded in the debugging. The module has: (1) a bit counter, the received bit stream is divided into symbol and frame; (2) error counter, symbol error count of each frame; and (3) the aggregator, acquiring at least one performance related statistics from the symbol error count; and (C) the the at least one performance related statistics generated based on performance measurement; and (D) displays a visual representation of the performance measurement.

【技術實現步驟摘要】
適用前向糾錯的通信鏈路性能分析器相關申請的交叉引用本申請要求2015年12月1日提交的、專利技術人為JunqingSun和HaoliQian、名稱為“CommunicationsLinkPerformanceAnalyzerthatAccommodatesForwardErrorCorrectoin(適用前向糾錯的通信鏈路性能分析器)”的美國臨時申請No.62/261,648的優先權，此申請在此通過引用整體并入本文。
技術介紹
隨著數字數據處理技術繼續改善，對更高數據傳輸率的需求也繼續增加。例如，IEEE25千兆比特以太網標準IEEE802.3by提供高于25千兆比特/秒的單-通道比特率。由于物理介質和硅基收發機電路的性能限制，實現此類高數據率是非常具有挑戰性的。這一挑戰導致了專用目的、高速串行器和解串行器(“SerDes”)集成電路(“IC”)模塊的發展，所述專用目的、高速串行器和解串行器集成電路模塊將并行的、片上比特流轉換為多個千兆比特/秒的串行比特流以用于片外通信，并且再次返回到接收端。此類SerDes模塊可用于合并到聯網和接口設備制造商的IC設計中。由于干擾，高速率串行比特流信號相比典型的目標值(例如，10-12)可能遭受相對高的比特誤差率(例如，10-5)。前向糾錯(FEC)提供了能夠實現目標誤差率的許多代碼以及編碼技術，但是SerDes模塊的制造者典型地不能夠為此類模塊的用戶指定編碼要求。此外，他們可能在他們指定物理通信鏈路的最小性能特性的能力方面受限。這一情況以及用于鏈路和FEC代碼的大量配置參數一起可能使得SerDes模塊的潛在用戶難以判斷它們的合適性。
技術實現思路
上述問題至少部分地通過所公開的適用FEC的通信鏈路性能分析器方法和模塊得以解決。在至少一些實施例中，用于表征通信鏈路性能的方法包括：(A)跨物理通信鏈路傳輸預定的比特流以產生接收信號；(B)利用接收機從所述接收信號中導出所接收的比特流，所述接收機包括嵌入的調試模塊，所述調試模塊具有：(1)比特計數器，將所接收的比特流分割為碼元和幀；(2)誤差計數器，確定每一個幀的碼元誤差計數；以及(3)聚合器，從所述碼元誤差計數中獲取至少一個與性能相關的統計；以及(C)基于所述至少一個與性能相關的統計來生成性能測量。一種說明性接收機實施例可能包括：(A)接收鏈，從接收信號導出所接收的比特流；(B)調試模塊，所述調試模塊具有：(1)比較器，將所接收的比特流與預定的比特流比較以提供誤差比特流；(2)門，將來自所述誤差比特流的所選擇的比特傳到碼元誤差檢測器；(3)碼元誤差計數器，耦合到所述碼元誤差檢測器以確定每一個幀的碼元誤差計數；(4)聚合器，耦合到所述碼元誤差計數器以從所述碼元誤差計數中獲得至少一個與性能相關的統計；以及(5)比特計數器，利用比特選擇信號、碼元時鐘信號和幀時鐘信號中的一個或多個來驅動所述門、所述碼元誤差檢測器、所述碼元誤差計數器和所述聚合器；以及(C)接口，將所述至少一個與性能相關的統計提供給系統，以便基于所述至少一個與性能相關的統計來顯示性能測量。碼元可各自都包括來自所接收的比特流的交織的比特。物理通信鏈路可包括多個通信通道，并且性能測量基于對所有通道的與性能相關的統計。在前述實施例中，所述至少一個與性能相關的統計可以是幀計數相對于碼元誤差計數的柱狀圖的一部分。所述性能測量可以是例如，碼元誤差計數超過前向糾錯(FEC)代碼的校正能力的比率(也稱為分組丟失率或幀丟失率)。其他合適的性能測量可以是每幀的碼元誤差的概率分布、(在FEC之前或之后的)碼元誤差率、多個碼元誤差或者丟失的幀之間的平均時間、或者可用作比較不同的通信鏈路或通信鏈路的元件的基礎的任何其他值。附圖說明在附圖中：圖1示出了跨通信鏈路的通信的說明性模塊化方式；圖2示出在發送設備與接收設備之間的示意性物理鏈路的使用；圖3示出說明性鏈路性能分析器模塊；圖4示出說明性柱狀圖；以及圖5示出說明性性能分析方法。然而，應當理解，附圖中給出的特定實施例以及對這些特定實施例的詳細描述并不限制本公開。相反地，它們為本領域技術人員提供認識替代形式、等效方案和修改的基礎，所述替代形式、等效方案和修改與給出實施例中的一個或多個實施例一起被涵蓋在所附權利要求書的范圍中。具體實施方式各種通信標準采用指定通信鏈路協議的模塊化方式。圖1是一種此類通信鏈路協議的示意圖。從第一設備104中的數據源102到第二設備108中的數據接收機(sink)106的前向路徑100采用物理通信鏈路110，如同從第二設備108中的數據源112到在第一設備中的數據接收機116的返回路徑111一樣。該標準提供協議的層次結構，該協議的層次結構可由每一個設備使用來合適地采用物理通信鏈路110，同時提供標準特征，所述標準特征例如，分配的設備地址、通信信道、消息路由、遞送保證、目的地強加的速率限制、可靠性等級、期望的數據傳輸率、以及對事務等待時間(latency)的限制。緊接著物理通信鏈路110的是由SerDes模塊實現的協議層，即，“信令協議”。發送設備中的SerDes模塊每次一個字符地接受數據流。所述字符可以是字節、字或者二進制數據的某個其他任意的固定長度片段。數據流包括用于糾錯的成幀(framing)和冗余，并且可能進一步包括用于將定時信息嵌入到數據流中的信道編碼。SerDes模塊將數據流轉換為傳輸比特流，所述傳輸比特流作為經調制的信號跨物理鏈路被傳送。接收設備中的SerDes模塊接收經調制信號的潛在受損的版本，下文中稱之為接收信號。SerDes模塊從該接收信號導出接收比特流并且將接收比特流轉換為對應的數據流，供由接收設備的實現更高協議層的其他部件處理。如在
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中所提及，此分層式方式可能在評估SerDes模塊的性能時產生困難，進而當問題在通信鏈路中產生時可能使故障查找過程復雜化。附圖2示出經由物理通信鏈路110耦合的說明性第一設備201和說明性第二設備202的多個部分。在第一設備201中，多路復用器204將比特流供應至驅動器206，所述驅動器206將比特流轉換為經調制的光、電或電磁信號以便跨物理通信鏈路110傳輸。基于調試信號的狀態，多路復用器204在以下兩者之間進行選擇：根據通信協議層次結構中的較高層而準備的傳輸流(“普通”模式)；以及預先確定的比特流(“調試”模式)。在示出的實施例中，由偽隨機二進制序列(PRBS)生成器208供應該預先確定的比特流。此類PRBS生成器在文獻中是已知的，并且被高效地實現為配置成用于產生最大長度序列(即，對于m-比特移位寄存器，長度2m-1的序列)的線性-反饋移位寄存器。由于物理通信鏈路110將經調制的信號傳輸到第二設備202，因此它除了引入依賴于頻率的衰減和相位延遲之外，還引入噪聲。檢測器和/或低噪聲放大器210被耦合到物理通信鏈路110，從而提供模擬電氣形式的接收信號。反混疊(anti-aliasing)濾波器212以及模-數轉換器214將模擬接收信號轉換為數字形式。(在模擬接收機的實施例中，部件212被省略，并且比特流可在模擬域中被恢復。)在數字域中，接收信號可由數字濾波器216均衡化，并且由解調器218解調為接收比特流。解調器218可采取例如以下形式：比較器、決定反饋均衡器或本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于表征通信鏈路性能的方法，所述方法包括：跨物理通信鏈路傳輸預定的比特流以產生接收信號；利用接收機從所述接收信號中導出所接收的比特流，所述接收機包括嵌入的調試模塊，所述調試模塊具有：比特計數器，所述比特計數器將所接收的比特流分割為碼元和幀；誤差計數器，所述誤差計數器確定每一個幀的碼元誤差計數；以及聚合器，所述聚合器從所述碼元誤差計數中獲取至少一個與性能相關的統計；以及基于所述至少一個與性能相關的統計來生成性能測量。

【技術特征摘要】
2015.12.01 US 62/261,6481.一種用于表征通信鏈路性能的方法，所述方法包括：跨物理通信鏈路傳輸預定的比特流以產生接收信號；利用接收機從所述接收信號中導出所接收的比特流，所述接收機包括嵌入的調試模塊，所述調試模塊具有：比特計數器，所述比特計數器將所接收的比特流分割為碼元和幀；誤差計數器，所述誤差計數器確定每一個幀的碼元誤差計數；以及聚合器，所述聚合器從所述碼元誤差計數中獲取至少一個與性能相關的統計；以及基于所述至少一個與性能相關的統計來生成性能測量。2.根據權利要求1的方法，還包括：改變通信鏈路參數以確定所述性能測量相對于所述通信鏈路參數的依賴關系；以及基于所述性能參數的依賴關系，為所述通信鏈路參數選擇值或限制。3.根據權利要求2的方法，其中所述通信鏈路參數包括來自由以下各項組成的集合的一個或多個參數：交織程度、碼元長度、幀長度、可校正性閾值、以及所述物理通信鏈路的長度。4.根據權利要求1的方法，其中所述至少一個與性能相關的統計包括具有匹配給定值或給定數值范圍的多個碼元誤差的幀的計數。5.根據權利要求1的方法，其中所述性能測量是每幀的碼元誤差的分布、(FEC前或FEC后)碼元誤差率、幀丟失率、或多個丟失的幀之間的平均時間。6.根據權利要求1的方法，進一步包括：存儲或顯示所述性能測量的表示。7.根據權利要求1的方法，其中所述碼元各自都包括來自所接收的比特流的交織的比特。8.根據權利要求1的方法，其中所述物理通信鏈路包括多個通信通道，并且其中所述性能測量基于用于所有通道的與性能相關的統計。9.一種接收機，包括：接收鏈，所述接收鏈從接收信號導出所接收的比特流；調試模塊，所述調試模塊具有：比較器，所述比較器將所接收的比特流與預定的比特流比較以提供誤差比特流；門，所述門將來自所述誤差比特流的所選擇的比特傳到碼元誤差檢測器；碼元誤差計數器，所述碼元誤差計數器耦合至碼元誤差檢測器以確定每一個幀的碼元誤差計數；聚合器，所述聚合器耦合至所述碼元誤差計數器以從所述碼元誤差計數獲得至少一個與性能相關...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫俊清，錢浩立，
申請(專利權)人：黙升科技集團有限公司，
類型：發明
國別省市：開曼群島,KY