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COM(信道工作余量)是一個(gè)由多個(gè)測量參數結合成的、類(lèi)似于信噪比的品質(zhì)因數，就像ENOB(有效位數)一樣，它用于表征模數轉換器。對COM來(lái)說(shuō)，余量越大，信道越好。因為COM是根據不同測量參數創(chuàng )造出來(lái)的，而且包括模型結果，所以有許多因素會(huì )導致它出問(wèn)題。 在我們介紹這種新的可觀(guān)測變量之前，先讓我們回顧一下大約15年前我們是如何處理抖動(dòng)這種類(lèi)似情況的。 與COM相比，抖動(dòng)似乎很簡(jiǎn)單，即信號變化時(shí)序與它們理想值之間的差異。我們很容易把這種分布情況想象為這些時(shí)序變化的直方圖。 圖1顯示了示波器如何用眼圖來(lái)展示抖動(dòng)的，現在示波器也使用柱狀圖來(lái)表征抖動(dòng)。 圖1：示波器可以提供抖動(dòng)分布情況(來(lái)源：Teledyne LeCroy)。 總抖動(dòng)的錯誤 世代出現在時(shí)鐘數據手冊上的峰峰值抖動(dòng)證明是不夠的。來(lái)自隨機過(guò)程的抖動(dòng)——主要是來(lái)自串行解串器(SerDes)參考時(shí)鐘的相位噪聲——會(huì )隨時(shí)間不斷變化；測量峰峰值抖動(dòng)的時(shí)間越長(cháng)，得到的抖動(dòng)值就越大。這時(shí)，推動(dòng)高速串行數據技術(shù)標準的人們都遵循了Yogi Berra的建議：“當你遇到一個(gè)好機會(huì )時(shí)，請把握住�！� 為了避免定義不清、不可再現的峰峰值抖動(dòng)，我們做出了合情合理的選擇，將BER(誤碼率)包含在了一個(gè)新數量的定義中，這就是TJ(BER)(在某個(gè)誤碼率時(shí)定義的總抖動(dòng))。TJ測量某一給定BER時(shí)的眼圖閉合度，也就是說(shuō)，如果TJ(BER)小于這個(gè)指定BER的位周期，那你就有一定的抖動(dòng)余量，也就沒(méi)問(wèn)題——這正是人們想要的峰峰值測量特性。 聽(tīng)起來(lái)很棒！可以慶功了嗎？ 別急。因為我們關(guān)心的BER非常低，大約是1E-12到1E-18，所以需要花很長(cháng)的時(shí)間來(lái)測量TJ(BER)，而且能夠測量BER的唯一設備BERT(誤碼率測試儀)真的很貴，并且對診斷實(shí)驗室中的其它問(wèn)題并不是那么有用。因此我們開(kāi)發(fā)了許多技術(shù)，可以快速從測量結果估計出TJ(BER)，但這又導致一個(gè)很大的問(wèn)題：你可以稱(chēng)之為群抖動(dòng)。這些外推技術(shù)需要依靠示波器功能來(lái)測量抖動(dòng)的多個(gè)獨立分量：RJ、DJ、ISI、PJ、DCD以及其他幾個(gè)你可能知道或者可能已經(jīng)忘了的縮寫(xiě)。 不同的測試測量公司開(kāi)發(fā)出了不同的方法，他們的測量結果又是大相徑庭。從2000年直到2006年，來(lái)自不同的測試測量公司的設備測出的結果至少差30%，甚至經(jīng)常超過(guò)100%，而這些公司都是你知道的、信賴(lài)的、制造卓越設備的公司。在2004年以前，沒(méi)有人能裝配出一套可以準確區別哪些結果是正確的、哪些結果又是錯誤的系統。 問(wèn)題來(lái)自于我們如何選擇將RJ、DJ、ISI、PJ等結果整合成“套餐”，然后在此基礎上估計出TJ(BER)。通過(guò)從相互依賴(lài)的數值套餐(圖2)中構建TJ(BER)，我們很難判斷進(jìn)入套餐的測量數據中哪里出了錯。你會(huì )發(fā)現，如果你改變ISI數值，你也會(huì )改變RJ數值。如果增加了串擾，那么所有的測量就都白做了。 圖2：相互依賴(lài)的變量組成的套餐很難調試，而COM就是這樣一種套餐。 隨著(zhù)我們從幾個(gè)Gb/s發(fā)展到10+Gb/s，ISI(碼間干擾)成為了最大的問(wèn)題。ISI是由于信道的頻率響應引起的；它會(huì )改變信號的幅度和時(shí)序，改變程度取決于發(fā)送碼元的順序。這個(gè)問(wèn)題給我們帶來(lái)了COM，也帶來(lái)了歷史重演的可能性。 回到2003-2004年，我們中的一些人在那時(shí)的安捷倫科技公司搭建了一個(gè)精密抖動(dòng)發(fā)送器，并將所有測試測量公司提供的全部抖動(dòng)分析儀集中在一起工作。我們將測量得到的精確的RJ、PJ、ISI和DCD(隨機抖動(dòng)、周期抖動(dòng)、碼間干擾和占空比失真)合成套餐，做了數百次的測量，然后……我靜靜地坐在起居室里，開(kāi)始判斷最佳的技術(shù)。當時(shí)我的最大問(wèn)題是套餐成分太多。即使我精確地知道每種抖動(dòng)有多少進(jìn)入每個(gè)信號，也沒(méi)有辦法判斷為什么不同的技術(shù)會(huì )失敗(而且它們都失敗了！)。 為了搞清測量的意義，我不得不做一些基本的科學(xué)實(shí)驗：從我們能夠搭建的最干凈、最低抖動(dòng)的系統開(kāi)始，然后一次加入一種抖動(dòng)，比較結果，然后增加第二種抖動(dòng)，再比較結果，以此類(lèi)推。它花了我整整6個(gè)星期的時(shí)間來(lái)分析數據，并找出哪些技術(shù)是精確的，以及原因是什么。兩年多后測試測量行業(yè)得到的結果才開(kāi)始趨同到彼此10%-15%以?xún)取麄�(gè)行業(yè)困惑了5年以上，并且至少有一家公司因為無(wú)法產(chǎn)生精確結果而停業(yè)。 回到COM，擁有一個(gè)基于多個(gè)原因形成的單一品質(zhì)因數可以實(shí)現設計的靈活性，并且不犧牲互操作性。這種靈活性和互操作性的組合是一個(gè)技術(shù)標準的巔峰。沒(méi)有人想要一個(gè)標準類(lèi)似于“技術(shù)社會(huì )主義”，但每個(gè)人都希望它確�；ゲ僮餍�。成功了！COM。 除非我們遇到處理抖動(dòng)時(shí)的相同問(wèn)題。 COM等于信號幅度與收集到的信號損傷的比值。這個(gè)損傷包括來(lái)自信號通道的損傷、來(lái)自所有串擾攻擊信道的損傷以及標準委員可能想到的所有其它損傷源引起的損傷。 與TJ(BER)一樣，COM測量的精度取決于其成分的精度。與TJ(BER)不一樣的是，COM測量還取決于模型。下面是COM套餐成分的清單： 1.有問(wèn)題信道和所有串擾攻擊線(xiàn)的信道S參數 2.發(fā)送器和接收器(SerDes)封裝模型 3.接收器3dB帶寬 4.發(fā)送器均衡器系數的最大/最小值 5.連續時(shí)間線(xiàn)性均衡器(CTLE)增益 6.受害線(xiàn)、近端和遠端攻擊線(xiàn)的峰峰值差分輸出電壓 7.電平分離失配比(針對PAM4應用) 8.發(fā)送器信噪比 9.判決反饋均衡器(DFE)長(cháng)度和系數限制 10.RJ 11.與雙路迪拉克模型有關(guān)的峰峰值DJ 12.單側噪聲譜密度 這份清單使得TJ(BER)處方看起來(lái)相當簡(jiǎn)單哪！ |
