电子发烧友网 > 模拟技术 > 正文

信号集成有哪些挑战?

2018年07月11日 09:50 次阅读

本文将讨论信号集成和硬件工程师在设计或调试速度高达几个Gb每秒的连接时所面临的挑战。无论是进行下一代高分辨率视频显示、医学成像、数据存储或是在最新的高速以太网和电信协议中,我们都面临相同的信号集成挑战。本系列文章从过度均衡开始讨论。

现代专用集成电路(ASIC)中的串行器与解串器(SERDES)与现场可编程门阵列(FPGA)通常能够获得损耗最多30dB的优异的跨信道连接性能。更长或损耗更大的信道通常需要重定时器或中继器等信号调节器的帮助。这些器件能够补偿长信道的影响,为系统提供驱动额外距离的必要能力。

中继器或重定时器的一项主要功能是补偿信道的插入损耗。这一功能可以分解为接收均衡和发送均衡。接收均衡电路通常由连续时间线性均衡器(CTLE)组成,偶尔由判决反馈均衡器(DFE)组成。去加重或有限脉冲响应滤波器(FIR)是发送均衡电路的通常选项。接收均衡电路为长信道进行放大信号,补偿频率相关的损耗。发送均衡电路会调整发射信号的形状,使信号在经过信道减弱后更容易恢复。

对于接收均衡和发送均衡而言,施加适量均衡非常重要。施加的均衡太小(均衡不足)会使信号无法完全恢复。但施加过多均衡(均衡过度)也会出现问题,因为过度均衡波形会干扰接收器恢复数据的能力。

图1为眼图的两个例子。一个眼图为信道进行了合适的调整(左图),而另一个眼图则显示了过度均衡的信号(右图)。

信号集成有哪些挑战?

图1:调整适当眼图与过度均衡眼图

两幅眼图在0V交汇处差异最大。右侧过度均衡的眼图显示上升沿和下降沿均有分离。这一现象通常称为“双条带”。双条带会干扰接收器正常探测频率或与输入数据保持正确相位关系的能力。

使用示波器的抖动分解功能,可以在图2中看到过度均衡的眼图是如何显示双峰抖动内容的。换而言之,抖动分布在两个频率上,平均值为数据速率,而非实际数据速率本身。进一步的测试表明,这一双峰抖动分布与数据相关抖动有关,会受均衡器所施加均衡量的直接影响。

信号集成有哪些挑战?

图2:调整适当与过度均衡眼图的抖动分解

过度均衡会有多种体现方式;图3为更经典的例子。左侧为适当均衡的眼图。右侧过度均衡的眼图显示出双条带眼图沿和位元转换的幅度过大。在这种情况下,位元转换的过大幅度会导致与系统规格发生逻辑高和逻辑低电平相容性的匹配问题。还要注意抖动轮廓之间的差异。

信号集成有哪些挑战?

信号集成有哪些挑战?

图3:过度均衡的另一种体现方式——过冲双条带

在为了获得最佳性能而调整和优化连接时,记住水平和垂直方向的眼图。很容易会将其中一个最大化,但是一定要避免过度均衡信号,否则会增大误码率。下一期文章将讨论反射方面的问题——何为反射,以及工程师如何降低高速系统中反射的影响。订阅模拟接线,在第二篇博文发表时获得邮件通知。

其他信息

下载应用注解:

“40GbE nPPI/SFF-8431应用中DS125BR820线性中继器的使用。”

“为SFF-8431 SFP+应用选择TI SigCon器件。”

“PCIe Gen 3.0插入卡合规环境中使用的高级线性中继器。”

技术专区

关注电子发烧友微信

有趣有料的资讯及技术干货

下载发烧友APP

打造属于您的人脉电子圈

关注发烧友课堂

锁定最新课程活动及技术直播
收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

一种快速判断发送器是否工作的方法

过去要进行眼图模板测试,工程师是用油笔在模拟示波器的显示屏上绘制一个模板。接下来,他们需要用时钟信号...

发表于 2018-06-11 09:18 807次阅读
一种快速判断发送器是否工作的方法

了解SERDES基础概念,快速进入高速系统设计

这里将介绍SERDES的基本概念,并介绍SERDES相关的专有名词:眼图(Eye-diagram)、...

发表于 2018-01-30 08:55 2351次阅读
了解SERDES基础概念,快速进入高速系统设计

直观信号眼图,衰减心中有数

发表于 2017-12-29 14:17 653次阅读
直观信号眼图,衰减心中有数

网口指标测试fail,如何分析

发表于 2017-12-18 19:47 584次阅读
网口指标测试fail,如何分析

数字定时: 时钟信号、抖动、迟滞和眼图

了解时钟信号的数字定时以及诸如抖动、漂移、上升时间、下降时间、稳定时间、迟滞和眼图等常用术语。本教程...

发表于 2017-11-17 08:36 944次阅读
数字定时: 时钟信号、抖动、迟滞和眼图

关于通过眼图分析推导BER的问题

发表于 2017-10-23 14:54 396次阅读
关于通过眼图分析推导BER的问题

眼图是数字信号质量的一种快速而又非常直观的观测手...

眼图(Eye Diagram)可以显示出数字信号的传输质量,经常用于需要对电子设备、芯片中串行数字信...

发表于 2017-10-16 16:34 2432次阅读
眼图是数字信号质量的一种快速而又非常直观的观测手...

看眼图如何分析USB在布线中的信号完整性问题

眼图作为数字设计的参考依据,图中的眼宽、眼高、过冲、单位间隔和门限交叉抖动为重要参数依据。峰-峰值抖...

发表于 2016-01-18 10:44 10088次阅读
看眼图如何分析USB在布线中的信号完整性问题

集成式比特误码率测试仪在FPGA中的应用

本文介绍IBTERT基本功能、实现原理,并结合实例阐述用IBTERT调试FPGA时的具体方法和调试步...

发表于 2012-09-03 17:16 3932次阅读
集成式比特误码率测试仪在FPGA中的应用

评估数字通信链路质量的方法--眼图测试

  评估数字通信链路质量的有效方法之一是眼图,眼图给出了每一位(第N位,介于N-1位随机数和N+1位...

发表于 2010-08-31 17:34 621次阅读
评估数字通信链路质量的方法--眼图测试

眼图实验

    眼图实验 一 实验目的   1 了解...

发表于 2010-08-22 09:41 2680次阅读
眼图实验

光通信中的眼图是什么意思

光通信中的眼图是什么意思 在实际的通信系统中,数字信号经过非理想的传输系统必定要产生畸变,信号...

发表于 2010-03-19 17:47 4249次阅读
光通信中的眼图是什么意思