Equalizer Adaptation Utilizing Data Pattern-Based BBPD

Abstract

This paper proposes a pattern-dependent accumulator (PDA) based bang-bang (BB) CDR for equalizer adaptation. The proposed structure suppresses the bandwidth reduction of the data path by connecting PDA in parallel with the data path. The output of the bang-bang phase detector (BBPD) and the number of occurrences of specific data sequence patterns are accumulated as the expected value (EV) to utilize the stochastic characteristics of BBPD output. A continuous-time linear equalizer (CTLE) is employed as an equalizer, and the PDA output controls the zero frequency of CTLE. The PDA output is divided into three phases in accordance with the EV of the data sequence pattern, which exhibits the state of each equalizer. The proposed structure is simulated using MATLAB. The result of the simulation exhibits that the proposed standard of EV applies to the five channels. Since each channel has different attenuation, this result introduces that the PDA is capable of detecting the characteristics of each channel. Keywords : Bang-bang phase detector clock and data recovery (BB CDR), Bang-bang phase detector (BBPD), Continuous-time linear equalizer (CTLE), Expected value (EV), Inter-symbol interference (ISI)|본 논문에서는 이퀄라이저 적응을 위한 PDA(pattern-dependent accumulator) 기반 뱅뱅 위상 검출기가 포함된 클럭 및 데이터 복구 회로를 제안한다. 제안된 구조는 PDA를 데이터 경로와 병렬로 연결함으로써 데이터 경로의 대역폭 감소를 방지한다. 또한, 뱅뱅 위상 검출기의 출력과 특정 데이터 시퀀스 패턴의 발생 횟수를 기댓값으로 누적하여 뱅뱅 위상 검출기가 생성한 출력의 확률적 특성을 활용한다. 이퀄라이저로는 연속 시간 선형 이퀄라이저가 사용되며, PDA 출력은 연속 시간 선형 이퀄라이저의 영점 주파수를 제어한다. PDA 출력은 각 이퀄라이저의 상태를 나타내는 데이터 시퀀스 패턴의 기댓값에 따라 최적의 상태를 포함한 3단계로 구분된다. 제안된 구조는 MATLAB을 사용하여 시뮬레이션 결과를 실험 결과로 정리하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 기댓값의 기준이 5개 채널에 적용되며, 각 채널마다 채널 감쇠가 다르기 때문에 PDA가 각 채널의 특성을 감지할 수 있음을 의미한다. 이퀄라이저 적응을 위해 본 논문에서 제안된 방식은 데이터 통신의 품질을 향상시킬 수 있다. 이전 연구에서는 데이터 경로에 이퀄라이저의 상태를 모니터링하는 회로를 추가하고 데이터 신호의 대역폭을 줄였다. 따라서 데이터 상태를 실시간으로 모니터링하고, 데이터 경로에 회로를 추가하지 않는 방식에 대한 연구가 필요했다. 제안된 이퀄라이저 적응 기법은 이퀄라이저의 상태를 모니터링하는 회로를 데이터 경로와 병렬로 연결하여 대역폭을 확보한다. 또한, 뱅뱅 위상 검출기 출력의 확률적 특성을 이용하여 채널에 상관없이 최적화된 등화 상태를 결정할 수 있다. 핵심어: 뱅뱅 위상 검출기 기반 클럭 및 데이터 복구 회로, 뱅뱅 위상 검출기, 연속 시간 선형 이퀄라이저, 기댓값, 기호 간 간섭