使用高速串行均衡的数据安全转让专利

申请号 : CN201880066073.7

文献号 : CN111201759B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : L·博尔格B·福克斯W·马丁G·R·泽特雷斯四世

申请人 : 国际商业机器公司

摘要 :

一种系统,包括发射均衡器,所述发射均衡器使用发射参数集合来均衡数据流以生成输入信号。所述系统还包括接收所述输入信号的通信信道。所述系统还包括接收均衡器以响应于所述输入信号从所述通信信道接收输出信号,并使用接收参数集合从所述输出信号中检测所述数据流。所述系统还包括控制器以响应于条件而改变发射参数集,其中选择所述发射参数、所述接收参数和所述条件以使所述接收均衡器能够检测来自所述输出信号的所述数据流并减小外部电路从所述输出信号中检测所述数据流的可能性。

权利要求 :

1.一种系统,包括:

用于将具有串行数据的输入信号发射到通信信道的发射均衡器,所述输入信号响应于发射均衡器参数而被均衡以响应于所述输入信号而使从通信信道检测到的输出信号的失真水平大于最小失真水平,所述发射均衡器参数的值会响应于条件而变化,其中,所述条件是时间间隔的到期,所述时间间隔短于所述系统外部的电路确定外部均衡器参数以处理所述输出信号以检索所述串行数据的阈值时间间隔;以及用于从所述通信信道接收所述输出信号并处理所述接收输出信号以检索所述串行数据的接收均衡器,响应于所述发射均衡器参数选择所述接收均衡器参数以减小所述失真水平。

2.根据权利要求1所述的系统,其中基于所述通信信道的特征来选择所述发射均衡器参数以使失真水平减小所述系统外部的电路处理所述输出信号用以检索所述串行数据的可能性。

3.根据权利要求1所述的系统,其中基于所述通信信道的特征来选择所述发射均衡器参数,以使所述失真水平增加所述系统外部的电路处理所述输出信号用以检索串行数据以处理输出信号的时间量。

4.根据权利要求1所述的系统,其中选择所述发射均衡器参数以改变所述输入信号的发射水平。

5.一种方法,包括:

将具有串行数据的输入信号发射到通信信道,其中,所述输入信号响应于发射均衡器参数而被均衡以响应于所述输入信号而使从通信信道检测到的输出信号的失真水平大于最小失真水平,所述发射均衡器参数的值会响应于条件而变化,其中,所述条件是时间间隔的到期,所述时间间隔短于系统外部的电路确定外部均衡器参数以处理所述输出信号以检索所述串行数据的阈值时间间隔;

从所述通信信道接收所述输出信号;

处理所述接收输出信号以检索所述串行数据,其中,响应于所述发射均衡器参数选择接收均衡器参数以减小所述失真水平。

6.根据权利要求5所述的方法,其中基于所述通信信道的特征来选择所述发射均衡器参数以使失真水平减小所述系统外部的电路处理所述输出信号用以检索所述串行数据的可能性。

7.根据权利要求5所述的方法,其中基于所述通信信道的特征来选择所述发射均衡器参数,以使所述失真水平增加所述系统外部的电路处理所述输出信号用以检索串行数据以处理输出信号的时间量。

8.根据权利要求5所述的方法,其中选择所述发射均衡器参数以改变所述输入信号的发射水平。

9.一种方法,包括:

响应于至少两组发射均衡器参数而均衡串行数据,以将输入信号提供给通信信道,选择所述至少两组发射均衡器参数以响应于所述输入信号具有小于阈值信号质量的信号质量从所述通信链路中检测到输出信号,其中,所述均衡串行数据包括:在第一时间间隔内响应于至少两组发射均衡器参数中的第一组发射均衡器参数来均衡串行数据的第一部分;

在第一时间间隔之后,在第二时间间隔内响应于所述至少两组发射均衡器参数的第二组发射均衡器参数来均衡所述串行数据的第二部分,其中所述第一时间间隔的持续时间为选择所述第二时间间隔以减少在没有接收均衡器参数的情况下检测所述串行数据的可能性;

选择所述阈值信号质量以使所述输出信号的眼图具有闭眼;

接收来自所述通信信道的所述输出信号;并且

使用接收均衡器参数集合处理所述输出信号以检索所述串行数据,选择所述接收均衡器参数以使所述信号质量大于所述阈值信号质量。

10.一种计算机可读存储介质,包括其中体现的计算机可读程序代码,所述程序代码当在计算机上执行时可操作地执行权利要求5至9中任一项所述的方法。

说明书 :

使用高速串行均衡的数据安全

[0001] 背景
[0002] 本公开涉及信号处理,并且更具体地,涉及在高速串行通信信道中使用均衡来提供数据安全性。
[0003] 通常使用由不同制造商生产的组件来构建计算系统。这些制造商中的某些制造商即使将这些组件安装在另一方拥有的计算系统中,也可以在这些组件中拥有受保护的知识产权或利益。知识产权可以包括,例如,在组件中实现的算法、用于与组件交互的通信协议以及由组件生成或接收的数据。另外,给定系统组件的制造商可能要负责确保计算系统内组件之间交换的数据或其他知识产权不受未授权的第三方访问的影响。在某些情况下,必须保护与安装在计算系统中的给定组件关联的知识产权,以防止具有对计算系统的物理访问权的实体进行未经授权的访问。
[0004] 可以保护计算系统的组件(或与组件相关联的知识产权)的一种技术是防止物理侵入该组件或侵入显示该组件或该组件的知识产权的计算系统的一部分中。然而,对计算系统具有物理访问权的未授权实体可以通过直接探测将该组件耦合到计算系统的印刷电路板(PCB)来从受保护的组件获取数据。可以对捕获的数据进行分析以发现受保护的知识产权。加密是当前用于解决此问题的一种技术。与组件相关联的知识产权可以通过,例如,在将数据传输到受保护组件或从受保护组件传输的途中在传输到通信信道之前对其进行加密来进行保护。但是,加密只会延迟知识产权的损害。功能日益强大的计算机的可用性以及对加密算法的后门和边带攻击,意味着仅靠加密无法保证受保护组件的安全性。

发明内容

[0005] 根据本公开的实施例,一种系统包括发射均衡器以使用发射参数集合来均衡数据流以生成输入信号。该系统还包括通信信道,以接收输入信号。该系统还包括接收均衡器,以响应于所述输入信号从所述通信信道接收输出信号,并使用接收参数集合从所述输出信号中检测数据流。该系统还包括控制器,所述控制器响应于条件而改变所述发射参数集合,其中选择所述发射参数、所述接收参数和所述条件以使所述接收均衡器能够检测来自所述输出信号的数据流并减小外部电路从所述输出信号中检测所述数据流的可能性。
[0006] 根据本公开的各种实施例,一种方法包括使用发射参数集合来均衡数据流以生成输入信号。所述方法还包括将所述输入信号发射到通信信道。所述方法还包括响应于所述输入信号从所述通信信道接收输出信号,并使用接收参数集合从所述输出信号中检测所述数据流。所述方法然后包括响应于条件而改变所述发射参数和所述接收参数的集合,其中选择所述发射参数、所述接收参数和所述条件以使所述接收均衡器能够从所述输出信号检测所述数据流并且降低了外部电路从所述输出信号中检测所述数据流的可能性。
[0007] 根据本公开的各种实施例,一种系统包括发射均衡器以将具有串行数据的输入信号发射到通信信道,所述输入信号响应于发射均衡器参数而均衡以使得响应于所述输入信号从所述通信信道中检测到输出信号而具有大于最小失真水平的失真水平,所述发射均衡器参数具有响应于条件而改变的值。所述系统还包括接收均衡器以接收来自所述通信信道的所述输出信号并处理所述接收到的输出信号以检索所述串行数据,响应于所述发射均衡器参数选择所述接收均衡器参数以减小所述失真水平。
[0008] 根据本公开的各种实施例,一种方法包括:响应于至少两组发射均衡器参数,均衡串行数据以向通信信道提供输入信号,所述至少两组发射均衡器参数被选择为响应于所述输入信号而使得从通信链路检测到的输出信号具有小于阈值信号质量的信号质量。所述方法还包括从所述通信信道接收所述输出信号。所述方法还包括使用接收均衡器参数集合来处理所述输出信号以检索所述串行数据,选择所述接收均衡器参数以使所述信号质量大于所述阈值信号质量。
[0009] 根据本公开的各种实施例,一种系统包括:发射均衡器其使用发射参数集合来均衡数据流以生成输入信号;用于接收所述输入信号的通信信道;响应于所述输入信号而从所述通信信道接收输出信号的接收均衡器,并使用接收参数集合从所述输出信号中检测所述数据流;控制器响应于条件而改变所述输入信号的幅度,其中所述输入信号的幅度和所述条件使所述接收均衡器能够检测所述数据流并降低外部电路检测所述数据流的可能性。
[0010] 以上概述并非旨在描述本公开的每个示出的实施例或每个实施方式。
[0011] 附图的简要说明
[0012] 本申请中包括的附图被并入说明书中并形成其一部分。它们示出了本公开的实施例,并且与描述一起用于解释本公开的原理。所述附图仅是某些实施例的说明,并不限制本公开。
[0013] 图1描绘了根据各种实施例的用于使用高速串行均衡来提供数据安全性的系统的组件的框图。
[0014] 图2A描绘了根据各个实施例在接收机电路的输入处响应于来自通信信道的被均衡的输入信号而生成的输出信号的图。
[0015] 图2B描绘了根据各种实施例,在由接收均衡器进行处理之后,响应于被均衡的输入信号而生成的输出信号的图。
[0016] 图3描绘了根据各种实施例的示例性前馈均衡器的图。
[0017] 图4描绘了根据各个实施例的示例性判决反馈均衡器的图。
[0018] 图5描绘了根据各种实施例的用于使用高速均衡来提供数据安全性的系统的控制器的图。
[0019] 图6描绘了根据各种实施例的用于使用高速串行均衡来提供数据安全性的操作集合的流程图。
[0020] 图7描绘了根据各种实施例的用于使用高速串行均衡来提供数据安全性的操作集合的流程图。
[0021] 图8A描绘了根据各种实施例的用于三抽头发射均衡器(例如,具有三个均衡器系数的均衡器)的一组非优化前馈均衡器系数的图。
[0022] 图8B描绘了根据各种实施例的在三抽头判决反馈均衡器的输入处检测到的输出信号的眼图。
[0023] 图8C描绘了根据各种实施例的在通过判决反馈均衡器对从通信信道接收到的输出信号进行调节(例如均衡)之后的处理后信号的眼图。
[0024] 图9A描绘了根据各种实施例的用于三抽头发射均衡器(例如,具有三个均衡器系数的均衡器)的示例性前馈均衡器系数集的图。
[0025] 图9B描绘了根据各个实施例的在通过判决反馈均衡器对从通信信道采样的输出信号进行调节(例如均衡)之后的处理后信号的眼图。
[0026] 图9C描绘了根据各种实施例的在通过判决反馈均衡器对从通信信道采样的输出信号进行调节(例如均衡)之后的处理后信号的眼图。
[0027] 尽管本发明可以进行各种修改和替代形式,但是其细节已经通过示例在附图中示出并且将被详细描述。然而,应当理解,其意图不是将本发明限制于所描述的特定实施例。相反,其意图是涵盖落入本发明的精神和范围内的所有修改、等同形式和替代形式。
[0028] 详细说明
[0029] 本公开的实施例涉及信号处理,更具体的实施例涉及在高速通信信道中使用均衡来提供数据安全性。尽管本公开内容不一定限于此类应用,但是可以通过使用该上下文讨论各种示例来理解本公开内容的各种实施例。
[0030] 计算系统的组件可以通过通信信道耦合在一起。通信信道可以是印刷电路板(PCB)上的物理总线,其被配置为将信号从发射器(例如,计算系统的第一组件)发射到接收器(例如,计算系统的第二组件)。可对计算系统进行物理访问的实体能够通过,例如,探测PCB的物理走线以接收发射的信号来拦截或获取从发射器传输到接收器的数据。接收到的信号可以由一个或多个调节电路处理以恢复发射的数据。在通过通信信道传输数据之前对数据进行加密,可以防止未经授权的实体访问通过通信总线传输的数据。但是,加密提供的保护受到限制,因为它仅延迟未授权实体发现传输数据的过程。具有足够时间和资源的实体可以采用给定密码算法的一种或多种利用方式来最终获得对传输数据的访问权限。一种数据安全解决方案,可以保护通过通信信道传输的数据,同时又不致于受到加密弱点的影响,但可以实现或改善将不同组件安全地集成到计算系统中的问题。
[0031] 本公开的实施例基于以下认识:耦合到通信信道的发射机中的均衡可用于防御或保护通信信道免受外部入侵(例如,被未经授权的第三方检测、发现或获取)。发射机(例如,发射均衡器)中的均衡器的系数或权重可以在一组非优化系数之间改变或变化,以改变通信信道中存在的信号质量,以防止外部检测。具有变化系数的均衡器可以对数据流进行操作以生成具有响应于变化系数而确定的特性(例如,频率分量)的信道输入信号。信道输入信号可以通过通信信道传输到接收器电路。通信信道的特性(例如,通信信道的脉冲响应)可以对被发射的信号进行操作以导致在接收器和难以捕获的通信信道之间的接口处(以及在沿信道的其他点处)对输出信号进行探测或采样。
[0032] 输入信号的变化特性可以使响应于输入信号而生成的采样输出信号的眼图闭眼。闭眼图与输入信号特性的变化率相结合,可能会限制未经授权实体操作的电路检测或发现用于生成输入信号的数据流的能力。配置有与发射均衡器的变化系数相对应或同步的系数的接收器电路中的均衡器(例如,接收均衡器)可以在所述输出信号的闭眼图中睁开眼睛以启用数据流被检测到。
[0033] 本公开的实施例还基于以下认识:在使用具有被选择为与幅度变化相对应的系数的接收机均衡器的同时,改变通过通信信道发射的信号的幅度(例如,发射水平)可以保护所述通讯信道防止外部检测。所述发射信号变化的幅度,加上对所述发射信号的所述信道特性的操作,可能使外部电路或均衡器难以响应于发射信号而针对从所述信道检测到的输出信号训练。然而,接收机均衡器可以使用所述选择的均衡器系数容易地训练并检测所述发射信号。
[0034] 如本文所使用的,通信信道可以是用于传输信息承载信号(例如,电压、电流、无线电波或光流)的物理传输介质。物理传输介质的示例包括电线、电路板上的金属走线和光缆。信道输入信号可以传输到通信信道,而输出信号可以从通信信道采样或接收。采样或接收的输出信号可以是输入信号和通信信道的信道特性的函数。信道特性可以包括通信信道的脉冲响应(或者,频率响应)。通信信道特性可以在输入信号上操作或与之卷积以生成输出信号。在某些环境中,信道特性可能导致输出信号成为输入信号的降级或失真版本。
[0035] 如本文中所使用的,均衡器可以是电子电路或逻辑结构(例如,计算机程序、模型或算法),其被配置为反转由通过通信信道传输的信号引起的失真。例如,均衡器可以被配置为从所发射的信号中去除符号间干扰,以使其能够恢复该信号中所发射的数据。一些均衡器可以被实现为有限脉冲响应滤波器(例如,线性滤波器)。FIR均衡器的一个例子是前馈均衡器(FFE)。所述前馈均衡器可以位于发射机中,以在信号被传输到通信信道之前调节信号的能量或频率分量,以抵消由通信信道的信道特性引起的所传输信号的失真。FIR均衡器的第二个例子是一个判决反馈均衡器(DFE)。所述DFE可以位于一个接收器通过馈入关于过去符号的信号作出的均衡器的反馈决定来修改FIR均衡器。DFE可以对从通信信道接收到的信号或采样的信号进行操作,以逆转由信道特性引起的失真。
[0036] 如本文所用,均衡器系数是一个均衡器的参数(或FIR滤波器的参数),该确定所述均衡器的输入信号的所述响应。可以选择FFE的最佳均衡器系数以最小化由通信信道的信道特性引起的失真。类似地,可以确定DFE的最佳均衡器系数以反转由输出信号中的信道特性引起的最大失真量。
[0037] 如本文中所使用的,术语“耦合”或“被耦合”包括间接和直接电连接。因此,如果第一设备耦合到第二设备,则该连接可以是通过直接电连接,或者是通过经由其他设备和连接的间接电连接。
[0038] 现在转向附图,图1描绘了根据各种实施例的用于使用高速串行均衡来提供数据安全性的系统100的组件的框图。系统100可以包括发射组件105、接收组件110和通信信道115。在一些实施例中,系统100可以是计算设备的子系统。系统100可以被配置为响应于例如在计算设备上执行的计算机可执行代码来接收、处理和生成数据。控制器120和控制器
150可以协调系统100中数据的接收、处理和生成。尽管将控制器120和控制器150分别示为发射组件105和接收组件110的子组件,但是控制器可以与这些组件分开。在一些实施例中,控制器120和控制器150可以是与系统100不同的计算设备的子系统的一部分。系统100的每个组件、组件内的子组件以及子系统可以通过物理通信信道(例如,通过连接到一个或多个PCB或与之关联的电迹线、电线和光纤)物理地通信或交换数据和其他信息。
[0039] 在一些实施例中,发射组件105可以是计算设备的一个或多个组件的发射器部分的至少一部分。发射组件105例如可以是加速器或协处理器的一部分,该加速器或协处理器被配置为执行数据加密、数据压缩或其他信号处理功能。发射组件105可以包括控制器120、预处理组件125和发射均衡器(例如,前馈均衡器)130。
[0040] 所述控制器120可以包括电路、固件和软件组件,以使所述系统100在预处理部件125接收数据,并且使用均衡接收数据的发射均衡器130以产生输入信号以发射到通信信道
115。在一些实施例中,所述控制器120可存储一组或多组均衡器系数,用于配置发射所述均衡器130的均衡器系数可以预先选择(例如,预定的)并存储在与控制器130相关联的存储器。在一些实施例中系数可以存储在与系统100的其他组件相关联的另一存储器中。可以通过分析所述通信信道115的信道特性并使用这些特性来训练例如模型或物理发射均衡器电路来确定所述均衡器系数。可以训练所述模型或所述物理发射均衡器电路以均衡数据流,以响应于所述发射均衡器生成的输入信号使从所述通信信道115接收的输出信号至少具有阈值失真水平(例如,最小失真度)。在一些实施例中,所述阈值失真水平可以是使从所述接收到的输出信号生成的眼图的所述眼睛闭合的失真水平。在某些实施例中,响应于由具有最佳均衡器系数的发射均衡器生成的输入信号,所述阈值失真水平大于从通信信道接收的输出信号中的最小失真水平。可以根据该准则训练模型来获知或导出一组或多组均衡器系数(例如,次优或非优化系数)。
[0041] 根据各种实施例,可以选择所述阈值失真水平以减小可以将所述系统100外部的电路或结构训练为从通信信道接收的输出信号的可能性。响应于由具有使用所述阈值失真水平获知的系数的发射均衡器生成的输入信号来生成所述输出信号。降低外部电路或结构能够针对所述输出信号被训练的可能性可以包括增加所述外部电路或结构针对所述输出信号被训练所需的时间量。
[0042] 所述控制器120可以利用第一组均衡器系数来配置(例如,编程)所述发射均衡器130,并使所述发射均衡器能够处理由预处理组件125产生的串行数据流的第一部分。然后,控制器120其可以响应于条件或触发事件而配置发射均衡器,以及随后的均衡器系数组,以使得能够发射均衡器以处理串行数据流的后续部分。在一些实施例中,响应于条件或触发事件,控制器120可以在发射均衡器处理串行数据的同时连续地改变由发射均衡器使用的均衡器系数的集合。
[0043] 在一些实施例中,所述控制器120可以配置所述发射均衡器或放大器电路(未示出),以响应于条件或触发事件来改变发射到所述信道115的输入信号140的所述幅度。在一些实施例中,所述控制器120可以响应于条件或触发事件而连续改变所述发射信号140的幅度。在某些实施例中,所述控制器120可以将一组预定幅度存储在与所述系统100相关联的存储器中。在这些实施例中,所述控制器120可以响应于条件或触发事件而将输入信号140的幅度编程为每个预定幅度。在所述组件105处理数据流的同时,所述控制器120可以连续地循环经过这组振幅。
[0044] 可以选择所述输入信号幅度和所述条件或触发事件以使配置有一组对应的均衡器系数的接收均衡器(例如,接收均衡器155)能够检测由所述输入信号发射的所述数据流,同时减少了所述系统100外部的电路检测所传输的数据的所述可能性。改变输入信号140的所述幅度可以包括改变所述发射均衡器130的增益或被配置为将所述输入信号发射到通信信道115的另一电路的增益。
[0045] 根据各种实施例,所述条件或触发事件可以是时间间隔或时段的到期。所述控制器120可以例如以100微秒的间隔用一组不同的均衡器系数来配置所述发射均衡器。在一些实施例中,所述条件或触发事件可以是数据流135的至少一部分的均衡或处理。所述控制器120可以例如用新的或不同的均衡器系数集来配置所述发射均衡器130。在所述发射均衡器已经使用第一组均衡器系数处理了来自数据流的所述阈值数量的数据单元之后,例如,在发射均衡器均衡来自数据流的1024位数据之后,可以将发射均衡器130配置为具有不同或新的均衡器系数集。
[0046] 根据各种实施例,可以基于被均衡的数据流、所述通信信道115的信道特性以及所述均衡器系数来选择所述条件或触发事件,以减少所述系统100外部的电路检测到从所述通信信道115接收的输出信号中的数据的所述可能性。可以选择用于改变所述发射均衡器130的系数的周期,使其短于所述系统100外部的均衡器学习系数集合以处理从信道115获取的输出信号的所需时间。
[0047] 在一些实施例中,所述组件105可以包括预处理组件125。所述预处理组件125可以包括一个或多个电路,该电路被配置为接收特定格式的数据流并将其转换为适合于由所述发射均衡器130处理的格式。所述预处理部件125可,例如,接收并行数据,并将其发射到所述发射均衡器130之前转换为串行数据。
[0048] 所述发射均衡器130可以是被配置为接收数据流135并响应于所述数据流而产生信号140(例如,信道输入信号)的电子电路或数据结构。在一些实施例中,所述发射均衡器130可以将所述信号140发射到所述通信信道115。接收到的所述数据流135可以是包含特定格式的数据的数据流。所述数据流135例如可以是二进制数据的串行流(例如串行比特流)。
所述发射均衡器130可以包括一个或多个电路,用于对所述数据流135进行操作以,例如,调节(例如,均衡)包括所述数据流的至少一部分的信号,以减少或抵消由所述信道115的信道特性引起的失真。
[0049] 在一些实施例中,所述发射均衡器130可以是具有两个或更多个可配置(例如,可编程的)均衡器系数的前馈均衡器。所述发射均衡器130例如可以与所述发射均衡器300(图3)相同或基本相似。所述均衡器系数可以包括所述前馈均衡器的两个或更多抽头的权重。
[0050] 所述通信信道115可以是配置为接收输入信号140并响应于该输入信号生成输出TM信号145的高速通信信道。高速通信信道的示例包括串行高级技术附件总线(SATA )、通用TM TM
串行总线(USB)和外围组件互连(PCI )总线及其变体,例如PCI Express (SATA是Serial Ata国际组织的注册商标、PCI和PCI Express是PCI特别兴趣组的注册商标)。可以从所述发射均衡器130或所述组件105的另一个子组件接收所述输入信号140。所述输出信号145可以是所述输入信号140和所述通信信道115的所述信道特性的函数。在一些实施例中,所述输出信号145可以由所述接收组件110采样。在一些实施例中,针对所述系统100的外部电路可以沿着通信总线115耦合到一个或多个点,以采样或捕获所述输出信号145。
[0051] 在一些实施例中,所述接收组件110可以是计算设备的一个或多个组件的接收器部分的至少一部分。所述接收组件110例如可以是配置为执行数据加密、数据压缩或其他信号处理功能的加速器或协处理器的一部分。所述接收组件110可以包括控制器150、接收均衡器(例如,判决反馈均衡器)155和后处理组件160。
[0052] 所述控制器150可以包括电路、固件和软件组件,以使系统100能够在接收均衡器155处接收输出信号145,并且对接收到的输出信号进行操作以生成经处理的信号165。在一些实施例中,所述经处理的信号165可以是包含与所述数据流135基本相同的数据流。
[0053] 所述控制器150可以存储一组或多组均衡器系数(例如,接收均衡器系数或抽头权重)以配置接收均衡器155。所述均衡器系数可以预先确定并存储在与控制器150相关联的存储器中或与所述系统100的其他部件相关联的存储器。所述接收均衡器系数可通过分析通信信道115的信道特性和利用这些特性,例如,训练模型或物理接收均衡器电路来确定。可以训练所述模型或物理接收均衡器电路以均衡所述输出信号145,用以消除由所述通信信道115引起的失真。训练所述接收均衡器155可以包括确定均衡器系数,以使所述接收均衡器处理所述输出信号145使得从所述处理后的信号165生成的眼图睁开眼睛。所述眼图的睁开所述眼睛可使所述系统100对所述已处理信号165中至少阈值数目的符号的所述值做出正确的决定或预测。根据此准则,训练模型或物理接收均衡器电路可以从中获知或导出一组或多组均衡器系数。
[0054] 在一些实施例中,可以针对用于配置所述发射均衡器130以生成所述输入信号140的每个对应的发射均衡器系数集合来学习新的或不同的一组接收均衡器系数。在某些实施例中,单个接收组可以为两组或更多组发射均衡器系数学习均衡器系数。在其他实施例中,可以为所述输入信号140的至少一个幅度设置学习新的均衡器参数集合。
[0055] 所述控制器150可以用所述接收均衡器系数集合来配置所述接收均衡器155,以匹配用于所述配置发射均衡器130的对应的发射均衡器系数集合。接收均衡器系数集合可以对应于发射均衡器集合当所述接收均衡器系数集合使所述接收均衡器能够处理所述输出信号145以检索与所述数据流135相对应的所述处理后的信号165时的系数。
[0056] 在一些实施例中,所述控制器150可以用接收均衡器参数集合来配置所述接收均衡器155以匹配所述输入信号140的相应幅度设置。
[0057] 设置所述接收均衡器系数以匹配所述发射均衡器系数可以包括响应于用于改变所述发射均衡器系数的相同条件或触发事件来改变所述接收均衡器系数。
[0058] 在一些实施例中,所述接收均衡器155可以是具有两个或更多个可配置(例如,可编程的)均衡器系数的判决反馈均衡器。所述接收均衡器155,例如,可以与所述判决反馈均衡器400(图4)相同或基本相似。均衡器系数可以包括判决反馈均衡器的两个或更多抽头的权重。
[0059] 在一些实施例中,接收组件110可以包括后处理组件160。所述后处理组件160可以包括一个或多个电路其被配置为接收特定格式(例如,串行)的已处理信号165并将其转换为第二格式(例如,并行)。在一些实施例中,后处理组件160可以对接收到的数据流165执行附加处理以生成经处理的数据流170。
[0060] 图2A描绘了根据各种实施例的,响应于来自接收器电路的输入处的通信信道的均衡输入信号而生成的输出信号的图。所述输出信号可以是所述输出信号145(图1),而所述接收器电路可以是所述接收组件110。图2A中所示的图可以是具有闭眼的眼图。
[0061] 图2B描绘了根据各种实施例的,在由接收均衡器进行处理之后,响应于均衡的输入信号而生成的输出信号的示图。所述输出信号可以是所述数据流165(图1),而所述接收均衡器可以是所述均衡器155。图2A所示的图可以是具有睁眼200的眼图。通过使用具有根据本文描述的技术选择的接收均衡器系数的接收均衡器,图2B所示的信号和从图2A中所示的信号中提取信号可以生成。
[0062] 图3描绘了根据各种实施例的示例性前馈均衡器300的图。所述前馈均衡器300是所述发射均衡器130(图1)的示例实施例。所述前馈均衡器300包括延迟元件305、均衡器系数310和求和元件315。所述延迟元件305接收输入信号(例如,串行数据流,诸如图1中的所述数据流135)并产生所述接收到的信号的延迟版本。然后,在响应均衡器系数310中将所述延迟的信号放大(例如,相乘),并将其添加到所述接收的输入信号中以生成输出信号320(例如,图1中的所述信道输入信号140)。在一些实施例中,如本文所述,可以通过对所述均衡器系数310进行编程来配置所述自由前向均衡器300。在一些实施例中,所述延迟元件可以被包括在均衡器系数310中并且它们可以以与这些系数基本上相同的方式被编程。
[0063] 图4描绘了根据各种实施例的示例判决反馈均衡器400的图。所述判决反馈均衡器400是所述接收均衡器155(图1)的示例实施例。所述判决反馈均衡器400包括求和元件405、判定元件410、均衡器系数415和延迟元件420。所述判定元件410从通信信道接收输入信号
402并对接收信号中的每个符号的所述值进行判定425。延迟元件420接收决策元件410的决策425,并生成该决策的延迟版本。然后响应于均衡器系数415,放大(例如,相乘)所述决策的延迟版本,并将其添加到所述输入402的所述后续接收部分(例如,后续符号)。在一些实施例中,通过对均衡器系数310进行编程可以配置所述判决反馈均衡器400,如本文所述。在某些实施例中,所述延迟元件可以被包括在均衡器系数415中并且以与这些系数基本上相同的方式被编程。
[0064] 图5描绘了根据各个实施例的用于使用高速均衡来提供数据安全性的系统的示例控制器500的图。所述控制器500可以基本上类似于所述控制器120(图1)和所述控制器150。所述控制器500可以包括控制逻辑505和均衡器参数510。根据各种实施例,控制逻辑505包括电路、计算机可执行代码和执行本文所述的操作和技术的其他元件。
[0065] 图6描绘了根据各个实施例的用于使用高速串行均衡来提供数据安全性的操作集合的流程图600。所述流程图600的所述操作可以由诸如所述系统100(图1)的系统执行。在一些实施例中,所述系统可以通过执行操作605以将非最佳的发射均衡器系数集合和接收均衡器系数集合分别存储在与所述系统的发射组件和所述接收组件相关联的存储器中,来开始流程图600的操作。如本文所述,可以选择所述发射均衡器系数和所述接收均衡器系数。在某些实施例中,它们的系统可以进一步通过配置具有第一发射均衡器系数集合的发射均衡器并利用所述第一接收均衡器系数集合来编程相应的接收均衡器来执行操作605。
[0066] 所述系统可以响应于非优化均衡器系数而执行操作607以均衡数据流以生成信道输入信号。执行操作607可以包括使所述发射均衡器接收输入数据流(例如,串行数据流)并均衡所述输入数据流的至少第一部分以生成所述信道输入信号,如本文所述。
[0067] 所述系统可以执行操作610以将输入信号发射到通信信道。所述通信信道可以是诸如所述通信信道115(图1)之类的高速通信信道。在一些实施例中,所述系统可以通过使所述发射均衡器将在操作607中生成的所述信道输入信号发射到通信信道来执行操作610。在其他实施例中,所述系统可以通过使所述发射均衡器将所述信道输入信号发射到一个或多个信号调节电路,以在将所述信道输入信号发射到所述通信信道之前进一步处理所述信道输入信号来执行操作610。
[0068] 所述系统可以执行操作615以响应于所述信道输入信号从所述通信信道接收输出信号。
[0069] 所述系统可以执行操作620以使用接收均衡器来处理(例如,检测到)输入数据流来处理从所述通信信道接收的所述输出信号。在一些实施例中,所述接收均衡器可以是配置有均衡器参数集合的判决反馈均衡器,该均衡器参数对应于在操作607中使用的所述非优化参数。
[0070] 所述系统可以执行操作625以确定是否改变所述发射均衡器系数。所述系统可以根据本文描述的技术确定是否改变所述发射系数。所述系统可以例如响应于条件或触发事件的发生而改变所述发射系数。可以选择所述条件或触发事件以及所述发射均衡器系数和所述接收均衡器系数,以使所述接收均衡器能够从所述输出信号中检测所述输入数据流,并降低所述系统的外部电路或结构检测来自所述输出信号的输入数据流的可能性。
[0071] 系统可以响应于确定改变所述发射均衡器系数而继续操作630,而所述系统可以响应于确定不改变所述发射均衡器系数而返回到操作607。
[0072] 系统可以执行操作630以将所述发射均衡器系数改变为第二组(例如,不同或新的组)系数。可以根据预定序列或模式从所述存储的均衡器系数集合中选择第二发射均衡器系数集合。在一些实施例中,如本文所述,所述系统可以另外改变所述接收均衡器系数以使这些系数与所述发射均衡器系数同步。然后,所述系统可以返回到操作607以继续处理所述输入数据流。
[0073] 图7描绘了根据各种实施例的用于使用高速串行均衡来提供数据安全性的操作集合的流程图700。流程图700的操作可以由诸如所述系统100(图1)的系统执行。
[0074] 在操作705,所述系统可以响应于至少两组发射均衡器系数(例如,参数)来均衡串行数据流(例如,串行数据)以向通信信道提供输入信号。可以选择所述至少两组发射均衡器系数,以响应于所述输入信号而使得从通信信道接收的输出信号具有小于阈值信号质量的信号质量。在一些实施例中,可以使用从所述输出信号确定的计算的信噪比(SNR)来确定信号质量。在一些实施例中,所述信号质量可以由在从所述输出信号生成的眼图中的所计算或确定的眼睛高度来确定。在一些实施例中,所述信号质量阈值被选择为低于电路(例如,均衡器)训练到所述输出信号所需的信号质量水平。
[0075] 所述系统可以通过使用配置有从至少两组均衡器参数集合中选择的第一均衡器参数集合的发射均衡器均衡所述串行数据流的第一部分来执行操作705,直到满足条件为止。然后,在满足条件之后,所述系统可以使用第二发射均衡器参数集合来均衡所述串行数据的第二部分。在一些实施例中,所述系统可以根据本文描述的技术来改变用于处理所述输入信号的每个部分的参数集。
[0076] 在操作710,所述系统可以响应于所述信道输入信号从所述通信信道接收输出信号。
[0077] 在操作715,所述系统可以使用接收均衡器处理接收到的所述输出信号。所述接收均衡器可以是判决反馈均衡器,例如所述判决反馈均衡器400(图4)。所述接收均衡器可以配置有一组或多组接收均衡器参数,这些参数被选择为使响应于处理所述输出信号而产生的信号的信号质量具有大于所述阈值信号质量的信号质量。所述接收参数可以根据本文描述的技术和方法预先确定和选择。
[0078] 图8A描绘了根据各种实施例的用于三抽头发射均衡器(例如,具有三个均衡器系数的均衡器)的非优化前馈均衡器系数集合的图。该图还示出了根据本文描述的技术选择的三抽头接收均衡器的相应的判决反馈均衡器系数集合。
[0079] 图8B描绘了根据各种实施例的在三抽头判决反馈均衡器的输入处检测到的输出信号的眼图。响应于由配置有图8A所示的所述发射均衡器系数的前馈均衡器发射的所述信道输入信号来生成所述输出信号。如本文所述,可以通过在生成和发射所述信道输入信号的同时改变所述前馈均衡器系数来生成图8B中的示图。所述判决反馈均衡器输入端的所述眼图闭眼,表明均衡器电路或结构将难以针对所述输出信号训练。
[0080] 图8C示出了根据各种实施例的在从通信信道接收的输出信号被判决反馈均衡器调节(例如均衡)之后的处理后信号的眼图。所述输出信号与图8B所示的信号相同。如图8C所示,虽然在图8B所示的训练眼图中无法将训练判决反馈均衡器针对所述输出信号训练以睁开眼睛,但配置有预定均衡器系数集合的判决反馈均衡器被选择为与图8A所示的发射均衡器系数相对应,它能够容易地睁开所述眼睛。
[0081] 图9A描绘了根据各种实施例的用于三抽头发射均衡器(例如,具有三个均衡器系数的均衡器)的示例性前馈均衡器系数集合的图。该图还示出了根据本文描述的技术选择的三抽头接收均衡器的相应的判决反馈均衡器系数集合。该图进一步示出了设置为200mV的输入信号的发射水平(例如,图8A至图8C中讨论的所述输入信号的水平的一半)。
[0082] 图9B根据各个实施例显示在从通信信道采样的输出信号被判决反馈均衡器调节(例如均衡)之后的处理后的信号的眼图。响应由前馈均衡器发射的信道输入信号生成所述输出信号,前馈均衡器配置有图9A所示的发射均衡器系数并以200mV信号水平发射。响应于接收均衡器参数集合而调节输出信号,所述接收均衡器参数集合未被选择为对应于图9A所示的所述发射均衡器参数。图9B中的图示出了改变所述发射信号水平(例如,发射信号幅度)可以将睁开的眼睛的高度减小到将使得难以训练接收均衡器以检测在输出信号中发射的数据流的水平。
[0083] 图9C描绘了根据各种实施例的在通过判决反馈均衡器对从通信信道采样的输出信号进行调节(例如均衡)之后的处理后的信号的眼图。响应由前馈均衡器发射的信道输入信号生成所述输出信号,所述前馈均衡器配置有图9A所示的发射均衡器系数并以200mV信号水平发射。响应于选择成对应于图9A中所示的所述发射均衡器参数的接收均衡器参数集合来调节所述输出信号。如图9C所示,虽然不能将判决反馈均衡器训练为响应于输入信号而所述具有减小的200mV幅度而生成的输出信号,但是配置有被选择为与图8A所示的所述发射均衡器系数相对应的预定均衡器系数集合的判决反馈均衡器能够容易地改善所述信号质量以能够从所述输出信号检测数据流。
[0084] 本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机分布式存储介质,其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可执行程序指令。
[0085] 计算机精细存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的形设备。计算机精细存储介质例如可以是‑但不限于‑电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或上述的任意合适的组合。计算机微型存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、占用空间(ROM)、可擦式磁盘插入存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘替换存储器(CD‑ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备,例如其上存储有指令的打孔卡或称为内部对准结构,以及上述的任意合适的组合。此处所使用的计算机可以存储的介质不被解释为瞬时信号本身,诸如此类无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的磁波(例如,通过光纤电缆的光脉冲),或者通过电线传输的电信号。
[0086] 此处所描述的计算机可读程序指令可以从计算机扩展存储介质下载到各个计算/处理设备,或者通过网络、例如串行、重定向、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或网络接口从网络接收计算机替代程序指令,并转移该计算机可读程序指令,以供存储在各个计算/处理设备中的计算机细分存储介质中。
[0087] 用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码,所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等,以及过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中,通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路,例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA),该电子电路可以执行计算机可读程序指令,从而实现本发明的各个方面。
[0088] 这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解,流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合,都可以由计算机可读程序指令实现。
[0089] 这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器,从而生产出一种机器,使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时,产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中,这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作,从而,存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品,其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
[0090] 也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上,使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤,以产生计算机实现的过程,从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
[0091] 附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分,所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0092] 以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。