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信号质量均衡和IBIS模型相关知识的讲解

工程师说硬件 来源:工程师说硬件 2023-06-11 11:01 次阅读

04 码间干扰和均衡

A、码间干扰

互联通道上造成码间干扰主要由两个方面组成,分别是通道对信号的不同频率成分有不同的衰减,频率越高衰减越大;以及信号中不同频率成分传播速度也不相同,频率越高,传播速度越快。

由于不同频率衰减不同,导致信号边沿变缓,因此单个脉冲的宽度可能会超过正常的宽度,导致部分波形叠加在下一个脉冲上,改变下一个脉冲的幅度。

信号的不同频率成分传播速度不同,所以会导致各个频率成分的非相干叠加,造成波形的展宽和幅度变化。

因此需要使用均衡来达到补偿高频能量损失(或降低低频能量)。

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B、均衡

均衡的原理是降低低频能量,或增加高频能量,使得接收端高频和低频接近,减小ISI。常用的均衡方式有FFE、CTLE、DFE。

FFE(前向均衡):通过在输出端将每一个bit乘一个系数再组合起来,增加高频分量,用来抵消在通道中高频信号损失;

CTLE(连续时间线性均衡):这种均衡方式类似一个高通滤波器,通过降低低频能量来减少ISI;

DFE(判决反馈均衡):通过对信号进行判决从而补偿信号,解决信号展宽后形成的拖尾,重新将信号限制在一个UI内。

对于高速(>5Gbps)SerDes,由于信号的抖动(如ISI相关的确定性抖动)可能会超过或接近一个符号间隔(UI, Unit Interval),单单使用线性均衡器不再适用。

线性均衡器对噪声和信号一起放大,并没有改善SNR或者说BER。对于高速SerDes,采用一种称作DFE (Decision Feedback Equalizer裁决反馈均衡器)的非线性均衡器。

DFE通过跟踪过去多个UI的数据(history bits)来预测当前bit的采样门限。DFE只对信号放大,不对噪声放大,可以有效改善SNR。

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发送端均衡(预加重和去加重)通常采用CTLE或FFE实现,而接收端均衡可以用CTLE、FFE、DFE实现。

02 IBIS-AMI模型

随着串行信号的速度越来越高,传统的IBIS模型已经无法满足需求。因此在IBIS模型在5.0的基础上增加了AMI接口,用于高速串行信号的仿真

IBIS-AMI模型为3个文件,其中IBIS模型依然描述Buffer特性。而AMI文件,主要存放算法数据。搭配IBIS模型,可以快速进行低误码率要求下的均衡计算等,大大提高计算效率。

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审核编辑:刘清

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原文标题:信号完整性基础--信号质量(二)

文章出处:【微信号:工程师说硬件,微信公众号:工程师说硬件】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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