最新的高速信号虚拟探测和均衡技术

2012-04-12 18:13:13来源: 61ic
1. 引言
在高速serdes系统中, PCB的长距离传输线、连接器、过孔的阻抗不连续等因素对信号造成很大衰耗,比如6.25Gb/s的信号在FR4上走25英寸或者更远之后的眼图已经无法张开,为了解决这种衰耗问题,往往有两种方法,一种是在发射端使用预加重技术,一种是在接收端使用均衡技术。
由于在SERDES接收芯片内部集成了均衡器,以补偿信号的过大衰减,但是测试时,直接测量接收端的信号基本没有意义,因为这根本无法代表接收信号的真实性能。在示波器内部集成滤波器,让客户订制滤波功能来仿真接收芯片的均衡特性,是目前高速测试的解决方案之一。
中兴通讯EDA高速实验室作为公司的高速测试平台,解决过E1业务板、以太网口、千兆光口、高速互联系统等众多问题,对均衡测试等前沿技术也进行了研究,本实验室将以LeCroy的SDA6000A(带宽6GHz,20GS/s)为例,介绍最新的高速串行信号虚拟探测和均衡技术。SDA6000A的虚拟探测和均衡分析工具叫Eye Doctor,它是一个集成在LeCroy示波器内部的功能强大的软件包。
2. 使用Eye Doctor进行高速信号测试
一、Eye Doctor功能介绍
虚拟探测:
允许在系统的任何一个比较方便位置测试,然后反映出其他位置的波形。这些位置包括测试系统中不能探测的位置,比如芯片内部。
可以提高测试精度:把仪器、探头、夹具带来的影响去掉;在信号最强的地方(通常是发射端)进行测试,然后推算出信号较弱地方的波形,而在发送端测试有更高的信噪比,比直接在接收端测试效果更好。
使用通用的S参数作为模拟器的语言(S参数可以用矢量网络分析仪或者仿真建模软件提取)。
接收均衡器模拟:
高速串行芯片往往嵌入了接收均衡器,通过示波器的均衡模拟技术复现信号,可以反映出系统的真实性能。
二、原理
1、 虚拟探测


图1 虚拟探测原理
图1所示为Eye Doctor的虚拟探测原理,它由一个虚拟探测器件构成,相当于一个黑盒子,其性能跟输入的S参数有关,该S参数代表传输系统的网络参数。虚拟探测器左边输入实际测试得到的波形(比如发射端波形),右边输出即为虚拟探测波形(比如接收端或难以探测点的波形)。它最多可支持8端口输入和输出的系统,描述语言类似于Spice,接收Touchstone格式的S参数。
2、 接收均衡器
在高速数据传输中,为防止信号失真,通常有两种方法:一种是发射端采用预加重(Pre-emphasis),另一种是在接收端使用均衡技术,其结构如图2所示。


图2 高速数据传输系统
预加重Pre-emphasis:为抵消传输通道的衰减,预加重通过加重任何信号变化后的第一个数据符号来对发射信号进行预失真处理,从而消除信道中脉冲响应的前沿过冲和后沿拖尾。
接收均衡器receive equalization:接收均衡器通过在接收端放大信号中的高频分量来补偿传输损耗,而低频分量保持不变,让信号眼图张得最开。是预加重的一种替代或互补方案。
判决反馈均衡器Decision feedback equalization (DFE):根据解码数据改变信号的幅度,一个经典的判决反馈均衡器的结构如图3所示。

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关键字:高速串行信  虚拟探测  均衡技术

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0412/article_4964.html
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