最新的高速信號虛擬探測和均衡技術
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在高速serdes系統中， PCB的長距離傳輸線、連接器、過孔的阻抗不連續等因素對信號造成很大衰耗，比如6.25Gb/s的信號在FR4上走25英寸或者更遠之后的眼圖已經無法張開，為了解決這種衰耗問題，往往有兩種方法，一種是在發射端使用預加重技術，一種是在接收端使用均衡技術。
由于在SERDES接收芯片內部集成了均衡器，以補償信號的過大衰減，但是測試時，直接測量接收端的信號基本沒有意義，因為這根本無法代表接收信號的真實性能。在示波器內部集成濾波器，讓客戶訂制濾波功能來仿真接收芯片的均衡特性，是目前高速測試的解決方案之一。
中興通訊EDA高速實驗室作為公司的高速測試平臺，解決過E1業務板、以太網口、千兆光口、高速互聯系統等眾多問題，對均衡測試等前沿技術也進行了研究，本實驗室將以LeCroy的SDA6000A（帶寬6GHz，20GS/s）為例，介紹最新的高速串行信號虛擬探測和均衡技術。SDA6000A的虛擬探測和均衡分析工具叫Eye Doctor，它是一個集成在LeCroy示波器內部的功能強大的軟件包。
2. 使用Eye Doctor進行高速信號測試
一、Eye Doctor功能介紹
虛擬探測：
允許在系統的任何一個比較方便位置測試，然后反映出其他位置的波形。這些位置包括測試系統中不能探測的位置，比如芯片內部。
可以提高測試精度：把儀器、探頭、夾具帶來的影響去掉；在信號最強的地方（通常是發射端）進行測試，然后推算出信號較弱地方的波形，而在發送端測試有更高的信噪比，比直接在接收端測試效果更好。
使用通用的S參數作為模擬器的語言（S參數可以用矢量網絡分析儀或者仿真建模軟件提取）。
接收均衡器模擬：
高速串行芯片往往嵌入了接收均衡器，通過示波器的均衡模擬技術復現信號，可以反映出系統的真實性能。
二、原理
1、 虛擬探測
圖1 虛擬探測原理
圖1所示為Eye Doctor的虛擬探測原理，它由一個虛擬探測器件構成，相當于一個黑盒子，其性能跟輸入的S參數有關，該S參數代表傳輸系統的網絡參數。虛擬探測器左邊輸入實際測試得到的波形（比如發射端波形），右邊輸出即為虛擬探測波形（比如接收端或難以探測點的波形）。它最多可支持8端口輸入和輸出的系統，描述語言類似于Spice，接收Touchstone格式的S參數。
2、 接收均衡器
在高速數據傳輸中，為防止信號失真，通常有兩種方法：一種是發射端采用預加重（Pre-emphasis），另一種是在接收端使用均衡技術，其結構如圖2所示。
圖2 高速數據傳輸系統
預加重Pre-emphasis：為抵消傳輸通道的衰減，預加重通過加重任何信號變化后的第一個數據符號來對發射信號進行預失真處理，從而消除信道中脈沖響應的前沿過沖和后沿拖尾。
接收均衡器receive equalization：接收均衡器通過在接收端放大信號中的高頻分量來補償傳輸損耗，而低頻分量保持不變，讓信號眼圖張得最開。是預加重的一種替代或互補方案。
判決反饋均衡器Decision feedback equalization (DFE)：根據解碼數據改變信號的幅度，一個經典的判決反饋均衡器的結構如圖3所示。
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