高速串行簡(jiǎn)史（四）：開掛的自同步方式就是掃地高僧，你怎么看？【轉(zhuǎn)發(fā)】

2017-05-15 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

高速串行簡(jiǎn)史(四):開掛的自同步方式就是掃地高僧,你怎么看?

【文:周偉】

問

答

您了解的均衡器的種類與功能有哪些?

文 | 黃剛

咳咳,隔了幾個(gè)月,怕被大家遺忘,也為了假裝除了之前電源的理論之外的東西也懂一點(diǎn)點(diǎn),本人又低調(diào)的登場(chǎng)了。

好,進(jìn)入正題了。相信大家通過閱讀之前高速串行簡(jiǎn)史的文章也對(duì)串行信號(hào)有比較深刻的認(rèn)知了。為什么要用到串行信號(hào),客觀原因是從我們對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?因此迫使我們?cè)谒俾噬喜粩嘞蚰柖煽繑n?；谥八龅拇行盘?hào)的種種優(yōu)勢(shì),因此在速率不斷提高的情況下,我們就會(huì)認(rèn)為串行信號(hào)是最好的選擇。但是真到了速率不斷攀升的時(shí)候,我們用同一個(gè)串行鏈路去承載它們時(shí),就會(huì)發(fā)現(xiàn)沒有想象中那么容易。

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那再往10G,25G,56G走呢,豈不是就玩不轉(zhuǎn)啦?

在我們的串行鏈路中,損耗可以算是眼睛張不開的最大元兇,從理想的插損曲線來判斷的話,我們一般會(huì)記住幾個(gè)常用的數(shù)值:

0dB=1,-3dB=0.7,-6dB=0.5,-12dB=0.25,-20dB=0.1。。。然后速率越高,dB值肯定越大啦,那么眼高自然就慢慢沒了……

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當(dāng)然,我們也會(huì)想出很多方法來應(yīng)對(duì),比如板材是影響損耗的重要因素,我們從原始普通的FR4板材到中等損耗板級(jí),再到低損耗板材,再到超低損耗板材,那在同樣的走線長(zhǎng)度,自然損耗就小了,或者換句話說在同樣的損耗情況下,我們可以走得更長(zhǎng)了;然后銅箔粗糙度也會(huì)影響損耗,因此我們把銅箔的工藝研究得非常深入,也制造出了各種的銅箔類型;

然而無論是對(duì)板材還是對(duì)銅箔的優(yōu)化,付出的是更高的成本,更新板材和銅箔也需要經(jīng)歷時(shí)間的等待。我們習(xí)慣性把一個(gè)鏈路分成三個(gè)部分,分別為發(fā)送芯片,傳輸通道和接收芯片。我們上述對(duì)板材,銅箔的優(yōu)化其實(shí)都是對(duì)傳輸通道進(jìn)行的優(yōu)化,那我們能不能在芯片本身做點(diǎn)文章呢?

答案當(dāng)然是可以的。均衡技術(shù)就是針對(duì)芯片端的其中一種技術(shù)。實(shí)際上均衡技術(shù)種類有很多,從結(jié)構(gòu)上分類,分為線性和非線性均衡,或者說是模擬和數(shù)字的區(qū)別;按作用來分類則可分為頻域均衡和時(shí)域均衡,前者是校正頻率特性,而后者是直接校正畸變的波形;按調(diào)節(jié)方法還可以分為固定均衡和可變均衡,而可變均衡分為手動(dòng)均衡和自適應(yīng)均衡。按抽樣時(shí)間間隔的不同來分類,又可以分為碼元間隔均衡和分?jǐn)?shù)間隔均衡等等。

在那么多的分類之中,的確在我們的PCB鏈路上常用的一般就三種:CTLE(Continuous Time Linear Equalization)連續(xù)時(shí)間線性均衡,FFE(Feed Forward Equalization)前向反饋均衡和DFE(Decision Feedback Equalization)決策反饋均衡。前面兩種是線性的均衡器,而且后面的DFE是非線性的。

均衡的終極作用就是把我們接收端的眼圖給睜開,的確從PCB相關(guān)的仿真或者測(cè)試中也驗(yàn)證了這個(gè)是一項(xiàng)非常有用的技術(shù),在芯片里面去做這樣的技術(shù),與從板材銅箔這些的優(yōu)化相比,也是成本較低的方案。

(以下內(nèi)容選自網(wǎng)友答題)

信號(hào)均衡可以在發(fā)射端實(shí)現(xiàn),也可以在接收端實(shí)現(xiàn),按所在位置可分為發(fā)送端均衡和接收端均衡;按實(shí)現(xiàn)原理可分為線性均衡和非線性均衡(最常見的是DFE反饋判決均衡),線性均衡又可以進(jìn)一步分為CTLE連續(xù)時(shí)間線性均衡(有源和無源兩種),DLE離散時(shí)間線性均衡。離散時(shí)間線性均衡器一般由FIR濾波器實(shí)現(xiàn),由于沒有反饋回路只有前饋部分,因此工程中常稱為前向反饋均衡器FFE。 FFE均衡作用明顯,但需已知信道,減小信號(hào)低頻分量幅度;CTLE通過調(diào)節(jié)可變電阻電容能承擔(dān)大量均衡,會(huì)放大高頻噪聲;DFE信道衰減大,一般不可單獨(dú)使用,主要作用消除噪聲和串?dāng)_,提高信噪比。

@ 桿

評(píng)分:3分

均衡器的主要目的是濾出低頻分量以便和衰減的高頻分量相匹配,如此頻率就得到了均衡。均衡器主要分為頻域均衡器和時(shí)域均衡器,其中時(shí)域均衡器又分為線性均衡器和非線性均衡器,線性均衡器主要由若干個(gè)抽頭延遲線組成,非線性均衡器則包括判決反饋均衡器,最大似然符號(hào)檢測(cè)器和最大似然序列估計(jì)等。頻域均衡器可以讓整個(gè)系統(tǒng)的總頻率特性滿足無碼間干擾傳輸條件。時(shí)域均衡器從時(shí)間相應(yīng)角度考慮,一般用時(shí)域均衡器使得系統(tǒng)的沖激響應(yīng)滿足無碼間干擾條件。

@ 愿

評(píng)分:3分

高速信號(hào)能準(zhǔn)確無誤的進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸,需要相關(guān)技術(shù)的集成。為了彌補(bǔ)通道傳輸?shù)男盘?hào)衰減,發(fā)送端的前端反饋均衡(FFE),為了恢復(fù)淹沒在噪聲中的微弱信號(hào),接收端采用連續(xù)時(shí)間線性均衡器(CTLE)和判決反饋均衡(DFE)。

@ 劉棟

評(píng)分:3分

均衡器的種類和功能如下:目前最流行的CTLE、FFE、DFE三種均衡器。具體如下:【一】、Continuous Time Linear Equalization均衡器(簡(jiǎn)稱CTLE)即連續(xù)時(shí)間線性均衡器,是一種常見的線性均衡器。例如在USB3.0中使用了CTLE均衡器。CTLE均衡器的優(yōu)點(diǎn)是功耗低、實(shí)現(xiàn)起來很簡(jiǎn)單、不會(huì)增大抖動(dòng)?！径?、FFE均衡器Feed Forward Equalization均衡器(簡(jiǎn)稱FFE)是一種常見的模擬均衡器,由延遲電路(Delay)、乘法器、加法器組成,FFE的均衡器的響應(yīng)很像一個(gè)高通濾波器?！救俊FE均衡器Decision Feedback Equalization均衡器(簡(jiǎn)稱DFE)即判決反饋均衡器,是一種廣泛使用的非線性均衡器。在眼圖醫(yī)生的高級(jí)模式下可以設(shè)置DFE均衡器的參數(shù),也可以自動(dòng)優(yōu)化出DFE均衡器的參數(shù)。DFE均衡器中包括了延時(shí)電路、乘法器和加法器,和FFE均衡器有些相似。不過DFE的反饋回的信號(hào)是二進(jìn)制信號(hào),而FFE反饋的是模擬信號(hào)。DFE不會(huì)放大噪聲與串?dāng)_,易于實(shí)現(xiàn),在高速收發(fā)器芯片中非常流行。

@ 龍鳳呈祥

評(píng)分:3分

大概有三種。第一種,CTLE連續(xù)時(shí)間線性均衡器;第二種,FFE模擬均衡器;第三種,DFE判決反饋均衡器。CTLE和FFE都是線性均衡技術(shù),而DFE則是非線性均衡技術(shù)。三種均衡器的作用都是使眼圖“睜”得更大,抖動(dòng)更小

@ 海鷗

評(píng)分:3分

1、CTLE均衡器,連續(xù)時(shí)間線性均衡器。功耗低,電路簡(jiǎn)單些,不會(huì)放大抖動(dòng)。 2、FFE均衡器,模擬均衡器。其主要包括了延遲電路、乘法器、加法器,類似高通濾波器,頻段選擇性放大,會(huì)放大抖動(dòng)。 3、DFE均衡器,判決反饋均衡器,其主要包括了延時(shí)電路、乘法器和加法器。非線性均衡器,不會(huì)放大抖動(dòng)

@ Ben

評(píng)分:3分

為了把信號(hào)傳輸更遠(yuǎn)距離,通常在發(fā)送端和接收端使用預(yù)加重或去加重的均衡技術(shù),通過提升信號(hào)的高頻部分能量,以補(bǔ)償傳輸通道對(duì)高頻的衰減。均衡器有:1.CTLE連續(xù)時(shí)間性均衡器,特點(diǎn)是功耗低,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,不會(huì)增大抖動(dòng)。2.FFE前端反饋式均衡器,由延時(shí)電路、乘法器、加法器組成的模擬均衡器。3.DFE判決反饋均衡器,特點(diǎn)不會(huì)放大噪聲和串?dāng)_,易于實(shí)現(xiàn),廣泛應(yīng)用高速收發(fā)芯片中。

@ 山水江南

評(píng)分:3分

通信系統(tǒng)中分為頻域均衡器和時(shí)域均衡器頻域均衡器使包括均衡器在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)的總頻率特性滿足無碼間干擾傳輸條件。時(shí)域均衡器時(shí)域均衡器是直接從時(shí)間響應(yīng)角度考慮,使包括均衡器在內(nèi)的整個(gè)傳輸系統(tǒng)的沖激響應(yīng)滿足無碼間干擾條件。

@ Jasen

評(píng)分:2分

有前饋均衡(FFE)、判決反饋均衡(DFE)和連續(xù)時(shí)間線性均衡(CTLE)。功能均是補(bǔ)償高頻損耗,FFE利用延遲器和乘法器,將波形幅度放大和增加邊沿信號(hào)后進(jìn)行恢復(fù);DFE將波形離散后,利用延遲器和乘法器,將離散后信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng);CTLE用高通濾波器實(shí)現(xiàn)信號(hào)低頻信號(hào)和信號(hào)高頻部分衰減差相等,再由后端進(jìn)行放大。

高速收發(fā)芯片中。

@ 大海象

評(píng)分:3分

發(fā)送端的預(yù)加重和去加重,通常用線性均衡,包括CTLE(連續(xù)時(shí)間線性均衡)和FFE(前饋均衡);接收端的均衡除了CTLE和FFE,還有非線性均衡的DFE(反饋判決均衡)

@ 絕對(duì)零度

評(píng)分:2分

有頻域均衡器和時(shí)域均衡器。頻域均衡器利用可調(diào)濾波器的頻率特性來彌補(bǔ)實(shí)際信道的幅頻特性和群延時(shí)特性,使包括均衡器在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)的總頻率特性滿足無碼間干擾傳輸條件。時(shí)域均衡器是直接從時(shí)間響應(yīng)角度考慮,使包括均衡器在內(nèi)的整個(gè)傳輸系統(tǒng)的沖激響應(yīng)滿足無碼間干擾條件。

@ 涌

評(píng)分:2分

均衡器主流有CTLE、FFE、DFE三種。 CTLE為連續(xù)線性均衡器,優(yōu)點(diǎn)是功耗低、實(shí)現(xiàn)起來很簡(jiǎn)單、不會(huì)增大抖動(dòng)。 FFE為前饋均衡器,常用的模擬均衡器。反饋信號(hào)為模擬信號(hào)。 DFE為判決均衡器,是一種非線性的均衡。DFE不會(huì)放大噪聲與串?dāng)_,易于實(shí)現(xiàn),在高速收發(fā)器芯片中非常流行。

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