1、抖动与眼图的测试与分析 The New Serial Data Computer Architecture PeripheralStorage CPU FSB CPU ATA SerATA USB2.0 1394B AGP-8X Graphics PCI Express 16x Chip DDR333/DDR-II FB-DIMM Fabric Fabric PCI-X Set PCI Express PCI Express 8x PCI-32InfiniBand FC 10GbE South PCI Express 1x 2x 4x Inter-chip Slot and Cable Int
2、erconnects. Inter-chip Slot and Cable Interconnects.2 2007-8-23 Zhao Kai 串行传输的原理3 2007-8-23 Zhao Kai eSerial: Clockless Signal includes both data and clock Differential serial data is sent without any clock signal across the interconnect to the receiver Tx path Rcv - - - - CDR DATA DATA CLOCK A cloc
3、k is “recovered” from the incoming data at the receiver through a clock and data recovery circuit CDR.4 2007-8-23 Zhao Kai 串行总线: Basic blocks Transmitters Tx - Differential Transmitter Interconnects paths path - - - - - - path path Dual-coax Twisted-pair Coupled-pair traces differential cable differ
4、ential cable on circuit board backplanes Receivers Rcv - Differential Receiver5 2007-8-23 Zhao Kai 高速串行总线数据传输过程中干扰因素增多 Tx path Rcv - - - - Tx path path Rcv - - - - path - - - - Tx path path Rcv - - - - - - - - path Transition points often involve combinations of solder joints circuit board vias and
5、connectors: these all can have substantial effect on the total link performance.6 2007-8-23 Zhao Kai 高速串行总线损耗 速率越高互连距离越长损耗越大 Clean open logical 1 0 at Logical 1 0 can be hard to launch from transmitter distinguish at end of long interconnects this is often called a “closed eye” Tx path Rcv - - - - F
6、ast sharp edges at transmitter launch Smeared edges at end of long interconnect. Reference Maxim Note HFDN-27.0 Rev. 0 09/037 2007-8-23 Zhao Kai 高速串行总线串扰 Serial data can be a single differential signal Tx path Rcv - - - - but generally there are multiple “lanes” of serial data running side by side t
7、hese can CROSSTALK with each other. Tx Rcv Tx Rcv Tx - - - Rcv Tx - -Rcv- - - - - - -8 2007-8-23 Zhao Kai 高速串行总线设计者要更加精确的掌控设计6.25Gb/s at Tx launch into backplane 6.25Gb/s at 17in 43cm of backplane 6.25Gb/s after 34in 86cm of backplane Tx path - - - Small differences in levels being measured9 2007-8-
8、23 Zhao Kai 抖动测量 抖动的定义 抖动的来源 抖动的分类 抖动统计分析 TDSJitter3 V2的新功能 抖动的分离10 2007-8-23 Zhao Kai 抖动的定义 抖动可以定义为 “一个信号在跳 变时，相 对其理想时间位置的偏移量” 参考时钟 理想的时间位置 抖动的时钟 跳变时会偏移 时间偏移量 抖动量11 2007-8-23 Zhao Kai 抖动的分类 时钟抖动： period jitter，cycle-cycle jitter，N-cycle jitter，long-term jitter等 并行总线中数据与时钟相关的抖动： setup-hold time jitt
9、er等 高速串行数据的抖动测试：TIE （time interval error）等12 2007-8-23 Zhao Kai Jitter Measurement Summary 参考时钟理想的时间位置 抖动的时钟 跳变时会偏移 13 2007-8-23 Zhao Kai TIE抖动的分类 What about Tj/Rj/Dj Tj Total Jitter in a signal（总体抖动） Rj random jitter in a signal（随机抖动） Dj deterministic jitter in a signal（固有抖动或者确定性抖动） Periodic Jitter
10、（周期性抖动） Data Dependent Jitter ISI（数据相关性抖动） Duty Cycle Jitter（占空比失真抖动）14 2007-8-23 Zhao Kai Tj：Total Jitter Total Jitter 评估大量数据时的抖动：例如 1012 bits15 2007-8-23 Zhao Kai 抖动 ABC 随机抖动 随机抖动 8 随机抖动的统计分布是正态高斯分布 8 直方图 有限的采样数 概率密度函数呈现高斯分布 有限的采样数 数学的模型 数学的模型 8 因为随机抖动是高斯分布，所以是无边际的。按理论，随 因为随机抖动是高斯分布，所以是无边际的。按理论， 机
11、抖动的峰峰值随测量时间变长而增加。 机抖动的峰峰值随测量时间变长而增加。 峰峰值是多小？ 峰峰值是多小？ 6 6 - 16 2007-8-23 Zhao Kai 抖动 ABC 随机抖动 随机抖动 8 所以随机抖动的峰峰值必须伴同误码率 所以随机抖动的峰峰值必须伴同误码率BER 表示出来 表示出来 8 RjRMS 概率密度函数（pdf）的标准偏差： 概率密度函数（ ）的标准偏差： 8 Rjpk-pk N 按不同的 按不同的BER，N 不同 ， 不同 BER 10-9 N 12 BER 10-12 N 1417 2007-8-23 Zhao Kai 抖动 ABC 确定性抖动 确定性抖动 8 确定性
12、抖动不是高斯分布，通常是有边际的。 确定性抖动不是高斯分布，通常是有边际的。 8 确定性抖动的 函数呈现离散分布。 确定性抖动的PDF函数呈现离散分布。 函数呈现离散分布 Dj Peak-to-Peak18 2007-8-23 Zhao Kai 抖动Periodic Jitter 抖动 ABC 周期性抖动 周期性抖动 8 TIE vs. time 时间间距误差随时间的变化是重复的，周期性波形 时间间距误差随时间的变化是重复的， 8 效果等同于频率调制 效果等同于频率调制FM 8 可能的抖动源 电源的 干扰与扩频时钟SSC的调制信号 可能的抖动源 电源的EMI干扰与扩频时钟 干扰与扩频时钟 的调制信号 Peak-to-Peak Sinusoidal19 2007-8-23 Zhao Kai 抖动 ABC 占空比失真 空比失真DCD 8 不对称的上升边沿速率与下降边沿速率 8 不适当的判决门限选择20 2007-8-23 Zhao Kai
