中國香港數字信號測試調試

數字信號的時鐘分配(ClockDistribution)

前面講過，對于數字電路來說，目前絕大部分的場合都是采用同步邏輯電路，而同步邏輯電路中必不可少的就是時鐘。數字信號的可靠傳輸依賴于準確的時鐘采樣，一般情況下發送端和接收端都需要使用相同頻率的工作時鐘才可以保證數據不會丟失(有些特殊的應用中收發端可以采用大致相同頻率工作時鐘，但需要在數據格式或協議層面做些特殊處理)。為了把發送端的時鐘信息傳遞到接收端以進行正確的信號采樣，數字總線采用的時鐘分配方式大體上可以分為3類，即并行時鐘、嵌入式時鐘、前向時鐘，各有各的應用領域。 數字信號帶寬用每bit占用的時間間隔的倒數來近似表示，傳輸速率的單位是bit/s，傳輸速率=傳輸信號的帶寬。中國香港數字信號測試調試

(3)時間偏差的衡量方法。由于信號邊沿的時間偏差可能是由于各種因素造成的，有隨機的噪聲，還有確定性的干擾。所以這個時間偏差通常不是一個恒定值，而是有一定的統計分布，在不同的應用場合這個測量的結果可能是用有效值(RMS)衡量，也可能是用峰-峰值(peak-peak)衡量，更復雜的場合還會對這個時間偏差的各個成分進行分解和估計。因此抖動的精確測量需要大量的樣本以及復雜的算法。對抖動進行衡量和測量時，需要特別注意的是，即使對于同一個信號，如果用不同的方法進行衡量，得到的抖動測量結果也可能不一樣，下面是幾種常用的抖動測量項目。自動化數字信號測試PCI-E測試數字信號處理技術經過幾十年的發展已經相當成熟，目前在很多領域都有著寬敞的應用。

為了提高串行數據傳輸的可靠性，現在很多更高速率的數字接口采用對數據進行編碼后再做并/串轉換的方式。編碼的方式有很多，如8b/9b編碼、8b/10b編碼、64b/66b編碼、128b/130b編碼等，下面以當下流行的ANSI8b/10b編碼為例進行介紹。

在ANSI8b/10b編碼方式中，8bit的數據先通過相應的編碼規則轉換成10bit的數據，再進行并/串轉換；接收端收到信號后先把串行數據進行串/并轉換得到10bit的數據，再通過10bit到8bit的解碼得到原始傳輸的8bit數據。因此，如果發送端并行側的數據速率是8bit×100Mbps,通過8b/10b編碼和并/串轉換后的串行側的數據速率就是1bit×1Gbps。8b/10b編碼方法早由IBM發明，后來成為ANSI標準的一部分(ANSIX3.230-1994,clause11),并在通信和計算機總線上廣泛應用。表1.1是ANSI8b/10b編碼表的一部分，以數據0x00為例，

通常情況下預加重技術使用在信號的發送端，通過預先對信號的高頻分量進行增強來 補償傳輸通道的損耗。預加重技術由于實現起來相對簡單，所以在很多數據速率超過 1Gbps 的總線中使用，比如PCle,SATA 、USB3 .0 、Displayport等總線中都有使用。當 信號速率進一步提高以后，傳輸通道的高頻損耗更加嚴重，靠發送端的預加重已經不太 夠用，所以很多高速總線除了對預加重的階數進一步提高以外，還會在接收端采用復雜的均 衡技術，比如PCle3.0 、SATA Gen3 、USB3.0 、Displayport HBR2 、10GBase-KR等總線中都 在接收端采用了均衡技術。采用了這些技術后，FR-4等傳統廉價的電路板材料也可以應用 于高速的數字信號傳輸中，從而節約了系統實現的成本。數字信號的預加重（Pre-emphasis）;

采用這種時鐘恢復方式后，由于CDR能跟蹤數據中的 一 部分低頻抖動，所以數據傳輸 中增加的低頻抖動對于接收端采樣影響不大，因此更適于長距離傳輸。(不過由于受到環路 濾波器帶寬的限制，數據線上的高頻抖動仍然會對接收端采樣產生比較大的影響。)

采用嵌入式時鐘的缺點在于電路的復雜度增加，而且由于數據編碼需要一些額外開銷，降低了總線效率。

隨著技術的發展，一些對總線效率要求更高的應用中開始采用另一種時鐘分配方式，即前向時鐘(ForwardClocking)。前向時鐘的實現得益于DLL(DelayLockedLoop)電路的成熟。DLL電路比較大的好處是可以很方便地用成熟的CMOS工藝大量集成，而且不會增加抖動。

一個前向時鐘的典型應用，總線仍然有單獨的時鐘傳輸通路，而與傳統并行總線所不同的是接收端每條信號路徑上都有一個DLL電路。電路開始工作時可以有一個訓練的過程，接收端的DLL在訓練過程中可以根據每條鏈路的時延情況調整時延，從而保證每條數據線都有充足的建立/保持時間。 數字信號處理系統架構分析；測量數字信號測試維修價格

對于一個數字信號，要進行可靠的0、1信號傳輸，就必須滿足一定的電平、幅度、時序等標準的要求。中國香港數字信號測試調試

簡單的去加重實現方法是把輸出信號延時一個或多個比特后乘以一個加權系數并和 原信號相加。一個實現4階去加重的簡單原理圖。

去加重方法實際上壓縮了信號直流電平的幅度，去加重的比例越大，信號直流電平被壓縮得越厲害，因此去加重的幅度在實際應用中一般很少超過-9.5dB。做完預加重或者去加重的信號，如果在信號的發送端(TX)直接觀察，并不是理想的眼圖。圖1.31所示是在發送端看到的一個帶-3.5dB預加重的10Gbps的信號眼圖，從中可以看到有明顯的“雙眼皮”現象。 中國香港數字信號測試調試

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