目前,对于时钟恢复的方法,大多数用到的是基于锁相环的时钟恢复方法。锁相环包括鉴相器(phase detector)、环路滤波器(loop filter)、压控振荡器(voltage controlled oscillator,简称VCO)三个基本部分组成,
总体而言,锁相环对于时钟恢复的重要性可以体现在以下几个方面:
(1)完全集成的,并且不需要外部的参考时钟信号
(2)确保时钟信号与数据同步
(3)对时钟信号提供监视功能,当锁相环失锁时提供警报
(4)优化误码率——调整关于数据信号的时钟相位 眼睛张开度与误码率的关系;信息化眼图测量检查
一般而言,生成眼图需要通过测量大量的数据,然后再从其中恢复得到。示波器测量眼图中,经过前期的数据采集,其内存中可以获得完整的数据记录。然后,利用硬件或者软件对时钟进行恢复或提取得到同步时钟信号,用此时钟信号与数据记录中的数据同步到每个比特,通过触发恢复的时钟,把数据流中捕获的多个1 UI(单位间隔,相当于一个时钟周期)的信号重叠起来,也即将每个比特的数据波形重叠,得到眼图。
从上面的形成原理图中可以看出,通过用恢复的时钟信号等间隔的触发数据记录中的信号,将这些截取到的单位UI波形叠加在一起,就形成了眼图 信息化眼图测量检查眼图测量传统眼图生成方法;
抖动,描述了信号的水平波动,即信号的某特定时刻相对于其理想时间位置上的短期偏离,
示波器观测到的抖动如下图所示。图中为抖动大的眼图的交点,其直方图是一个像素宽的交点块投射到时间轴上的投影。理想情况下应该为一个点,但由于码元的水平波动,导致其形成了一个区域。
器件生成的固有抖动称为抖动输出。其主要来源可以分为两个:随机抖动(RJ)和确定性抖动(DJ),其中确定性抖动(Deterministic Jitter)又可以分为周期性抖动(Periodic Jitter)、占空比失真(Duty Cycle Distortion)、码间干扰(Inter-Symbol Interference)和串扰。DCD源自时钟周期中的不对称性。ISI源自由于数据相关效应和色散导致的边沿响应变化。PJ源自周期来源的电磁捡拾,如电源馈通。串扰是由捡拾其它信号导致的。DJ的主要特点是,其峰到峰值具有上下限。DCD和ISI称为有界相关抖动,Pj和串扰称为不相关有界抖动,而RJ称为不相关无界抖动。另外,抖动分布是RJ和DJ概率密度函数的卷积。
目前,泰克提供的眼图生成方案:
(1) 从数据恢复时钟(CDR),眼图模板测试:可以分为硬件CDR(PLL)和软件CDR(PLL+其它)
(2) 测量眼图的眼高、眼宽等关于眼图的参数
(3) 根据上面测量到的数据,绘制相关的图形:
抖动:趋势,频谱,
直方图, 浴盆曲线
根据上述的方案概况,
在实时示波器中,通常使用连续比特位的眼图生成方法。首先,示波器采集到一长串连续的数据波形;然后,使用软件CDR恢复时钟,用恢复的时钟切割每个比特的波形,从第1个、第2个、第3个、一直到第n-1个、第n个比特;一步是把所有比特重叠,得到眼图。
其中,实时的眼图生成方法如下:
软件时钟恢复
眼图参数测量
全系列标准参数测量,包括幅度、定时和抖动
低抖动低噪声
单触发事件,而不是ET方法中的多触发事件,即触发一次后连续采样,减少了可能引入的抖动、噪声
支持不同的时钟恢复模型
锁相环 (PLL) 相位内插重复取样 (恒定时钟, 连续位)
数据相关分析
把跳变位与非跳变位分开
码型长度检测,进行抖动分析 (Rj/Dj分离)
硬件调试——眼图几个经典案例;
眼高和眼宽
数字信号在采样前后,需要有一定的建立时间(SetupTime)和保持时间(HoldTime),数字信号在这一段时间内应保持稳定,才能保证正确采样,如图5.1中蓝色部分。而对于输入电平的判决,需要高电平的电压值高于输入高电平VIH,低电平的电压值地与输入低电平VIL,绿色部分。所以,我们可以得知比较早的采样时刻和比较晚的采样时刻
在比较好采样时刻,采样的误码率是比较低的,而随着采样时刻向时间轴两侧的移动,误码率不断增大,如图6所示。所以工程上也经常画出信号采样周期内误码率的变化曲线,称为澡盆曲线(Bathtub Curve)。 测试中眼图能用来做什么?信息化眼图测量检查
在DDR4的 眼图测试分析;信息化眼图测量检查
眼图的形成
眼图中包含的信息
对于一幅真实的眼图,首先我们可以看出数字波形的平均上升时间(Rise Time)、下降时间(Fall Time)、上冲(Overshoot)、下冲(Undershoot)、门限电平(Threshold/Crossing Percent)等基本的电平变换的参数。
电平变换参数
信号不可能每次高低电平的电压值都保持完全一致,也不能保证每次高低电平的上升沿、下降沿都在同一时刻。由于多次信号的叠加,眼图的信号线变粗,出现模糊(Blur)的现象。所以眼图也反映了信号的噪声和抖动:在纵轴电压轴上,体现为电压的噪声(Voltage Noise);在横轴时间轴上,体现为时域的抖动(Jitter)。 信息化眼图测量检查
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如何不能定位问题,则还可以进一步分析,这时可以把8b10b译码打开,看有问题的波形对应的码型,观察问题波形与码型的相关性。如果还不能定位问题,则再进一步分析。这时把抖动趋势图显示岀来, 查看对应的抖动趋势图的变化。如果出现异常抖动趋势变化(这是非常常见的问题),则可确定是由于抖动引发的眼图问题。这个引发眼图问题的抖动的根源是哪里呢?在通道4接一个探头,查看怀疑的信号如开关电源信号,再观察抖动趋势图与电源纹波的一致性,如果同步变化,则可确定问题的根源是电源纹波过大,从而通过解决电源问题来解决眼图测试问题。 眼图测试是高速串行信号物理层测试;辽宁眼图测量一致性测试 眼图中的“1”电平(...