TW201006126A - Transversal filter - Google Patents

Description

201006126 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種等化器（equalizer)電路，尤指一種橫向 濾波器（transversal filter)電路。 【先前技術】 等化器電路，又稱等化濾波器（equalization filter)電路， 係用以調整一輸入訊號之頻率響應（frequency response)，故 ^ 常應用於數位通訊電路以消除訊號雜訊、增進訊號精確度 或藉以產生不同訊號。基本之數位等化運算係將其本身和 一輸入訊號之頻率響應相乘而得到一新的訊號，其對應至 時間域即為迴旋（convolution)運算。該迴旋運算可表示為 m-1 少幻’其中]«]為輸入訊號，少[”]為輸出訊號，w[«] 為該數位等化運算於時間域之係數，而m則為該係數之個 數。該迴旋運算式實現於數位電路即為一橫向濾波器電 路’包含複數個延遲單元、複數個乘法器和複數個加法器。 Φ 該複數個延遲單元用以提供輸入訊號咖]至Φ-w+i]。該複 數個乘法器用以將該等化運算之係數乘上相對應之輸入訊 號。該複數個加法器用以相加該相乘之結果。 電子電機工程師協會（IEEE)所制定之IEEE 802.3 100BASE-TX之標準裡，係應用一決策回饋等化器（decisi〇n feedback equalizer)之架構以解決訊號間彼此干擾之問題 (inter-symbol interference ’ ISI)。該決策回饋等化器 1〇〇之 基本架構如圖1所不，其包含一前饋滤波器（feed forward filter)l 10、一回饋濾波器（feedback filter)120、一加法器 130 131113.doc 201006126 和一檢測器（detect〇r)140，其中該前饋濾波器110和該回饋 濾波器120即為橫向濾波器電路。該決策回饋等化器ι〇〇係 利用該加法器130將目前輸入訊號減去先前所決定之輸出 訊號’以消除先前訊號殘留於目前輸入訊號之雜訊，再藉 由該檢測器14 0決定輸出訊號。 圖2顯示應用於決策回饋等化器之回饋濾波器之一習知 橫向據波器電路之示意圖。該橫向濾波器200包含複數個延 遲單元210、複數個多工器22〇、複數個第一層加法器23〇、 複數個第二層加法器24〇和複數個反向器250。該橫向濾波 器200係採用IEEE 802.3 100BASE-TX之標準，其輸入訊號 為一具二級電位之多級傳送訊號（multi-level transmit with 3 voltage levels ’ MLT-3)之二位元訊號，其值可為 2，b00、 2'b01和2'blO ’其分別代表〇、1和_丨。該橫向濾波器2〇〇所 對應之迴旋運算式為少⑷—幻，其中w為該複數個延

k^O 遲單元210之個數。圖2係以χη代表对„] , %代表。如圖2 所示，由於該輸入訊號之值只有〇或±1，故該乘法運算可由 該等多工器220所代替。當該輸入訊號之值為〇時，該等多 工器220輸出值為〇。當該輸入訊號之值為！時，該等多工器 220直接輸出其對應係數之值。當該輸入訊號之值為」 時’該等多工器220輸出該對應係數之負數值-w[„]。由於該 係數w[«] —般係為一多位元（例如8位元）之數值，其一般係以 2的補數（2’s complement)表示，故其負數值即分別取該係數 叫《]各位元之補數後再加1。該運算對應至圖2即由該等反向 器250和其所搭配之第一層加法器230所實現。 131113.doc 201006126 因此，對具历個係數州w之横向濾波器200而言，其需要所 個第—層加法器230。此外，該橫向濾波器2〇〇另需要 第二層加法器240以相加該等多工器22〇之輸出。換言之， 總共需要細-i個加法器以實現該橫向濾波器2〇〇，其並不符 合現今數位電路小面積和低成本之需求。 【發明内容】

本發明之一實施例之橫向濾波器電路，包含複數個延遲 單元、複數個多工器和複數個全加法器（fuU adder)。該等 延遲單元以串聯方式連接，用以延遲一二位元之輸入訊 號。各該多工器之控制端分別連接至每一級延遲單元之輪 出端，而每一多工器之訊號輸入端連接至零、一數值訊號 及其反向訊號。該等全加法器以樹枝狀排列方式連接其 中各全加法器之數值輸入端係連接至該等多工器之輸出端 或八上級全加法器之輸出端，而其進位輸入端係連接至 該等延遲單元之輸出端之最高有效位元值。 本發明之一實施例之橫向濾波器電路，包含複數個延遲 單兀、複數個多工器和複數個全加法器（fuU adder)。該等 延遲單元以串聯方式連接，用以延遲一二位元之輸入訊 號。該等多工器以一對一方式相連至該等延遲單元，並根 據該等延遲單7G之輸出值輸出零、—對應之數值訊號或其 反向訊號。該等全加法器用以相加該等多工器之輸出值和 該等延遲單元之輸出值之最高有效位元值。 【實施方式】 顯不本發明之—實施例之橫向濾波器電路之示意 131113.doc 201006126 圖。該橫向濾波器電路300包含複數個延遲單元31〇、複數 • 個夕工器320、複數個全加法器330和複數個反向器34〇。該 等延遲單元310可以串聯方式連接之暫存器實現，用以延遲 一個二位元之輸入訊號。該等多工器32〇之每一級多工 器之控制端分別連接至每一級延遲單元31〇之輸出端，而每 級多工器320之訊號輸入端連接至零、一數值訊號w㈨及 其反向訊號，其中該反向訊號係由該等反向器34〇所提供。 0 該等全加法器330用以相加該等多工器320之輸出值和該等 延遲單元310之輸出值之最高有效位元值（m〇st significant bits，MSB )。 圖3之松向滤波器電路3 0 〇係將圖2之橫向濾波器電路2 〇 〇 加以改良，故該檢向遽波器電路300亦可由^__迴旋運算式 刺= 咖-幻表示，其中剩為輸入訊號，咖]為輸出訊號， w[«]為該等數值訊號，而w則為該等數值訊號之個數。該輸 入訊號咖]和圖2同，亦為根據MLT-3格式之二位元訊號，其 • 值可為2'b00、2，b01和2，bl0，其分別代表〇、。圖3係 以Xn代表制’ wn代表·] ’而Χη[ι]代表。在圖3 之實施例中，/«等於10,亦即該等數值訊號w[”]之個數為1〇。 該等延遲單元3 10、該等多工器320、該等全加法器33〇和該 等反向器340之個數皆為1〇。 復參圖2 ’由於該橫向濾波器電路2〇〇之運算皆為線性運 算’故可任意更改其操作順序。換言之，可將該等第一層 加法器230由位於該等多工器22〇之前移至該等多工器22〇 之後。如圖2所示，只在該等延遲單元21〇之輸出為21131()時， 131113.doc 201006126 該等多玉器220之才會輸出、經由該等第一層加法器23〇運算 • 之訊號。換言之，只有當該等延遲單元210之輸出值之Msb 為1時，該橫向濾波器電路200之資料路徑才會經由該等第 一層加法器230。因此’該等第一層加法器23〇之運算可轉 換為相加該等延遲單元310之輸出值之MSB之運算。 本實施例之全加法器之輸入端係包含二個多位元之數值 輸入端（A和B)和一單位元之進位輸入端（Cin)。圖3之該等全 ❹ 加法器330係呈多層排列，其中該等全加法器330之進位輸 入端連接至該等延遲單元310之輸出值之MSB，而其數值輸 入端連接至該等多工器320之輪出端或其上一級全加法器 330之輸出端。由於該等延遲單元31〇之個數為1〇，故最多 只需10個該等全加法器330即可完成該橫向濾波器電路3〇〇 之運算。 本發明之橫向濾波器電路之連線方式不限圖3之橫向濾 波器路300所示，而應及於任何可實現該迴旋運算式 • 咖]=|咐]咖一幻之連線方式。例如該等全加法器33〇之進位 輸入來源可和其他全加法器33〇之進位輸入來源交換，或是 s玄等全加法器330之數值輸入來源在不改變該迴旋運算式 之情況下，亦可和其他全加法器33〇之之數值輸入來源交 換。 綜上所述’對輪入訊號為根據撾以。格式之二位元訊號， 且具m個延遲單元之橫向濾波器電路而言，本發明之橫向 濾波器電路大幅降低所需之加法器個數，可以從習知技術 所需之2m-l個加法器減少至历個加法器。本發明之橫向濾波 131113.doc 201006126 器電路可縮小其電路面積、增進其運算速度，並減少其製 造成本。因此本發明之橫向濾波器電路相當適合於採用決 策回饋等化器系統之等化器。 本發明之技術内容及技術特點已揭示如上，然而熟杰本 項技術之人士仍可能基於本發明之教示及揭示而作種種不 背離本發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍 應不限於實施例所揭示者’而應包括各種不背離本發明之 替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。 【圖式簡單說明】 圖1顯示一習知之決策回饋等化器之示意圖； 圖2顯示一習知之橫向濾波器電路之示意圖；及 圖3顯示本發明之一實施例之橫向濾波器電路之示意圖。 【主要元件符號說明】 100 決策回饋等化 器 110 前饋濾波器 120 回饋濾波器 130 加法器 140 檢測器 200 橫向濾波器 210 延遲單元 220 多工器 230 第一層加法器 240 第二層加法器 250 反向器 300 橫向濾波器 310 延遲單元 320 多工器 330 全加法器 131113.doc -10- 201006126 340 反向器 w〇"*w9〜訊號 wm-i x〇… 訊號

Xn-9 〜Xn，m+ 1

-11 - 131113.doc

Claims (1)

1. 201006126 十、申請專利範圍： 1. 一種橫向濾波器電路，包含： 複數個延遲單元，以串聯方式連接，用以延遲一二位 元之輸入訊號； 複數個多工器，其中各多工器之控制端分別連接至每 一級延遲單元之輸出端，而每一多工器之訊號輸入端連接 至零、一數值訊號及該數值訊號之反向訊號；以及 複數個全加法器，其以樹狀排列方式連接，其中各全 加法器之數值輸入端係連接至該等多工器之輸出端或其 上級全加法器之輸出端，而其進位輸入端係連接至該等 延遲單元之輸出端之最高有效位元值。 2.根據請求項1之橫向濾波器電路，其中當該等多工器之控 制端之輸入值為2，b〇1時，該等多工器輸出其對應之該等 數值訊號。 3. 根據請求項！之橫向遽波器電路，其中當該等多工器之控 制端之輸入值為2，bl0時，該等多工器輸出其對應之該等 數值訊號之反向訊號。 4. 根據請求項1之橫向遽波器電路，其中當該等多工器之控 制端之輸入值為2，b00時，該等多工器輸出零。 據月求項1之向濾波器電路，其中該等延遲單元和該 等多工器之個數相等。 其中該等多工器和該等 6. 根據請求項1之橫向濾波器電路 全加法器之個數相等。 其中該二位元輸入訊號 7. 根據請求項1之橫向濾波器電路 I31113.doc 12 201006126 為具三級電位之多級傳送訊號。 8.根據請求項1之橫向濾波器電路’其中該等延遲單元為暫 存器。 9.根據請求項丨之橫向濾波器電路，其另包含複數個反向 器，其輸入端連接至該等數值訊號，而其輸出端連接至 該等多工器，用以提供該等多工器之該等數值訊號之反 向訊號。 ❹ 10·根據請求項1之橫向濾波器電路，其係應用於決策回饋等 化器系統。 11. 一種橫向濾波器電路，包含·· 一複數個延遲單元，以串聯方式連接，用以延遲一二位 元之輸入訊號； 個多工器，其根據該等延遲單元之輸出值而輸出 零j對應之數值訊號或該數值訊號之反向訊號，其中該 向訊號之產生並未使用—加法器；以及 複數個全加法哭 pa % 等延遲單元^ 該等多工器之輸出值和該 等延遲h之輸出值之最高有效位元值。 12.根據請求項丨丨之 之輸出值為！時节等^波器電路’其甲當該等延遲單元 …請求項u之二：：出該對應之數值訊號。 之輸出值為，，該等/ 其中當該等延遲單元 向訊號。 X多工器輪出該對應之數值訊號之反 14.根據請求項丨i 〜償向濾波器電 之輸出值為0時，兮“电路其中田該專延遲早兀 β 亥等多工器輸出零。 131113.doc 13 201006126 其中該等延遲單元和 其中該等多工器和該 >、中該—位兀輸入訊 其中該等延遲單元為 15.根據請求項η夕达丄 $ 1之橫向濾波器電路 該等多工器之個數相等。 16·根據請求項u之橫向濾波器電路 等全加法器之個數相等。

   17·根據請求項u之橫向遽波器電路 號為具三級電位之多級傳送訊號< 18.根據請求項u之橫向濾波器電路 暫存器。 19_根據請求項η之橫向濾波器電路，其另包含複數個反向 器其輸入端連接至該等數值訊號，而其輸出端連接至 該等多工器，用以提供該等多工器該等數值訊號之反向 訊號。 20.根據請求項11之橫向濾波器電路，其係應用於決策回饋 等化器系統。

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