信號完整性基礎系列之十一——理解力科SDA的三種抖動分解

圖五：力科SDA中Pj的分析

DDj的計算有兩種方法，一種是Synchronous N cycle plot方法，另一種是ISI plot方法。

當捕獲的信號的數據碼流是重復的，使用Synchronous N cycle plot方法，如下圖六所示，

理 想情況下，數據pattern的每個邊沿的平均位置μ應該在bit interval的整數倍上，由于通道的非線性以及上升下降時間的不平衡，該平均位置μ（均值）與理想位置e存在時間差，這種抖動是與數據的碼型相關的， 記錄下一個pattern中每個邊沿的時間差offset= e－μ。其中的最大值減去最小值即為DDj抖動的峰峰值。

圖六：Synchronous N cycle plot方法計算DDj
在 下圖七中記錄了某偽隨機碼PRBS7的SnCycle圖，即127個bit中每個邊沿的DDj（offset= e－μ）的變化趨勢圖。相鄰兩個邊沿之間如果存在連續的0或者1（即沒有跳變位），則采用線性插值連接offset與offset。測量該DDj隨著 bit位的變化的曲線的峰峰值即可得到DDj的峰峰值。

圖七：Synchronous N cycle plot方法計算DDj

當 捕獲的數據信號的碼流是不重復時，使用ISI plot方法來計算DDj。由于碼間干擾ISI是由于連接TX到RX的信道對碼型不同的信號產生不同的影響，在力科SDA中，首先構建選定長度為N個 bit信號，幀長度為N個bit的信號可以有2個組合。從串行數據流中找出同種bit組合的信號，平均運算以去除隨機抖動，然后把平均后的各種組合的碼型 疊加在一起，可以測量到碼型相關抖動DDj。在下圖八中，N=5，在左圖中可以看到，從串行數

圖八：力科SDA中ISI Plot方法分析DDJ

據碼流中選取“00010”和“11110”，取平均運算后，疊加到ISI圖中，可以清晰觀察到兩個碼型導致的抖動。在右上圖為串行數據的眼圖，右下圖為六種不同碼型疊加的ISI圖，前者的輪廓與后者完全一致，而后者在加入隨機抖動后與前者很接近。

三種計算方法的比較：

Conventional 方法可以計算出DDj、Pj、DCD、ISI，可以計算出Pj的來自于哪些頻率，對于串行信號的分析和調試非常實用。Effective和MJSQ方法只 能得到Tj、Dj和Rj，不能把Dj進一步分解。Effective方法采用與BERT相似的方法來計算Dj和Rj，測量結果可以與BERT做對比。

注： 在三種方法的示意圖中都可以看到Tj是用TIE直方圖的尾部外插值后推算出來的，在抖動測試儀器行業中，對于直方圖尾部擬合且外插值有幾種算法。 力科SDA使用了NQ-Scale方法來對TIE直方圖的尾部進行擬合和外插值運算，在另一篇文章中將介紹NQ-Scale方法。

參考文獻
1, Understanding the Choices for Jitter Calculation Method, LeCroy Application Brief
2, A Comparison of Methods for Estimating Total Jitter Concerning Precision, Accuracy and Robustness, Martin Miller Ph.D., Michael Schnecker, DesignCon2007.
3, Fibre Channel – Method Jitter and Signal Quality Specification – MJSQ, T11.2/Project 1315-DT/Rev 14.1, June 5, 2005.