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

2017-05-15 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網

高速串行簡史(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點,本人又低調的登場了。

好,進入正題了。相信大家通過閱讀之前高速串行簡史的文章也對串行信號有比較深刻的認知了。為什么要用到串行信號,客觀原因是從我們對數(shù)據傳輸?shù)男枨?因此迫使我們在速率上不斷向摩爾定律靠攏。基于之前所述的串行信號的種種優(yōu)勢,因此在速率不斷提高的情況下,我們就會認為串行信號是最好的選擇。但是真到了速率不斷攀升的時候,我們用同一個串行鏈路去承載它們時,就會發(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,我們一般會記住幾個常用的數(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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當然,我們也會想出很多方法來應對,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,再到低損耗板材,再到超低損耗板材,那在同樣的走線長度,自然損耗就小了,或者換句話說在同樣的損耗情況下,我們可以走得更長了;然后銅箔粗糙度也會影響損耗,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;

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

答案當然是可以的。均衡技術就是針對芯片端的其中一種技術。實際上均衡技術種類有很多,從結構上分類,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均衡和自適應均衡。按抽樣時間間隔的不同來分類,又可以分為碼元間隔均衡和分數(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相關的仿真或者測試中也驗證了這個是一項非常有用的技術,在芯片里面去做這樣的技術,與從板材銅箔這些的優(yōu)化相比,也是成本較低的方案。

(以下內容選自網友答題)

信號均衡可以在發(fā)射端實現(xiàn),也可以在接收端實現(xiàn),按所在位置可分為發(fā)送端均衡和接收端均衡;按實現(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),線性均衡又可以進一步分為CTLE連續(xù)時間線性均衡(有源和無源兩種),DLE離散時間線性均衡。離散時間線性均衡器一般由FIR濾波器實現(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,減小信號低頻分量幅度;CTLE通過調節(jié)可變電阻電容能承擔大量均衡,會放大高頻噪聲;DFE信道衰減大,一般不可單獨使用,主要作用消除噪聲和串擾,提高信噪比。

@ 桿

評分: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域均衡器,其中時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,最大似然符號檢測器和最大似然序列估計等。頻域均衡器可以讓整個系統(tǒng)的總頻率特性滿足無碼間干擾傳輸條件。時域均衡器從時間相應角度考慮,一般用時域均衡器使得系統(tǒng)的沖激響應滿足無碼間干擾條件。

@ 愿

評分:3分

高速信號能準確無誤的進行長距離傳輸,需要相關技術的集成。為了彌補通道傳輸?shù)男盘査p,發(fā)送端的前端反饋均衡(FFE),為了恢復淹沒在噪聲中的微弱信號,接收端采用連續(xù)時間線性均衡器(CTLE)和判決反饋均衡(DFE)。

@ 劉棟

評分: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(簡稱CTLE)即連續(xù)時間線性均衡器,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)點是功耗低、實現(xiàn)起來很簡單、不會增大抖動?！径?、FFE均衡器Feed Forward Equalization均衡器(簡稱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的均衡器的響應很像一個高通濾波器?！救俊FE均衡器Decision Feedback Equalization均衡器(簡稱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)生的高級模式下可以設置DFE均衡器的參數(shù),也可以自動優(yōu)化出DFE均衡器的參數(shù)。DFE均衡器中包括了延時電路、乘法器和加法器,和FFE均衡器有些相似。不過DFE的反饋回的信號是二進制信號,而FFE反饋的是模擬信號。DFE不會放大噪聲與串擾,易于實現(xiàn),在高速收發(fā)器芯片中非常流行。

@ 龍鳳呈祥

評分:3分

大概有三種。第一種,CTLE連續(xù)時間線性均衡器;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,而DFE則是非線性均衡技術。三種均衡器的作用都是使眼圖“睜”得更大,抖動更小

@ 海鷗

評分:3分

1、CTLE均衡器,連續(xù)時間線性均衡器。功耗低,電路簡單些,不會放大抖動。 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,會放大抖動。 3、DFE均衡器,判決反饋均衡器,其主要包括了延時電路、乘法器和加法器。非線性均衡器,不會放大抖動

@ Ben

評分:3分

為了把信號傳輸更遠距離,通常在發(fā)送端和接收端使用預加重或去加重的均衡技術,通過提升信號的高頻部分能量,以補償傳輸通道對高頻的衰減。均衡器有:1.CTLE連續(xù)時間性均衡器,特點是功耗低,實現(xiàn)簡單,不會增大抖動。2.FFE前端反饋式均衡器,由延時電路、乘法器、加法器組成的模擬均衡器。3.DFE判決反饋均衡器,特點不會放大噪聲和串擾,易于實現(xiàn),廣泛應用高速收發(fā)芯片中。

@ 山水江南

評分:3分

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

@ Jasen

評分:2分

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

高速收發(fā)芯片中。

@ 大海象

評分:3分

發(fā)送端的預加重和去加重,通常用線性均衡,包括CTLE(連續(xù)時間線性均衡)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)

@ 絕對零度

評分:2分

有頻域均衡器和時域均衡器。頻域均衡器利用可調濾波器的頻率特性來彌補實際信道的幅頻特性和群延時特性,使包括均衡器在內的整個系統(tǒng)的總頻率特性滿足無碼間干擾傳輸條件。時域均衡器是直接從時間響應角度考慮,使包括均衡器在內的整個傳輸系統(tǒng)的沖激響應滿足無碼間干擾條件。

@ 涌

評分: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)點是功耗低、實現(xiàn)起來很簡單、不會增大抖動。 FFE為前饋均衡器,常用的模擬均衡器。反饋信號為模擬信號。 DFE為判決均衡器,是一種非線性的均衡。DFE不會放大噪聲與串擾,易于實現(xiàn),在高速收發(fā)器芯片中非常流行。

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