串行數據系統抖動(dòng)基礎

一、串行數據系統的基本知識
隨著(zhù)串行數據速率的不斷提升，串行數據系統的傳輸結構也不斷的發(fā)生著(zhù)變化以適應高速傳輸的要求：
下圖1所示為不同的數據速率所對應的系統傳輸結構：

從左到右依次為全局時(shí)鐘系統結構、源同步時(shí)鐘系統結構、嵌入式時(shí)鐘系統結構，隨著(zhù)數據速率的進(jìn)一步提升，還有可能出現其它多種結構，如下圖2的前向時(shí)鐘系統結構，在10Gbps以上的串行數據傳輸系統中很可能會(huì )使用這種傳輸結構

從上圖1中可以看出：
1、典型串行數據傳輸系統主要構成因素包括：發(fā)送端TX，接收端RX，時(shí)鐘信號及其傳輸通道，數據信號及其傳輸通道
2、隨著(zhù)數據速率的提升，串行數據系統傳輸結構發(fā)生的變化主要集中在時(shí)鐘信號及其傳輸通道的變化，在當前新一代的串行數據系統中，如PCI Express(I，II)，SATA(I，II)等，已經(jīng)沒(méi)有了專(zhuān)門(mén)的時(shí)鐘信號傳輸通道，而是將時(shí)鐘信號嵌入到了數據中進(jìn)行傳輸，因此需要在接收端能有效的將時(shí)鐘恢復出來(lái)，那么為何數據速率的提升需要改變時(shí)鐘信號及其傳輸結構呢？了解下接收端芯片的基本工作原理會(huì )有助于我們理解這些變化。

通信系統的實(shí)質(zhì)是通過(guò)一段介質(zhì)發(fā)送或者接收數據。發(fā)送端TX發(fā)出不同編碼形式的高速串行數據，經(jīng)過(guò)一段鏈路傳輸后到達接收端RX，串行數據在傳輸過(guò)程中會(huì )受到各種各樣的干擾，引起數據的抖動(dòng)，串行數據系統工作的目的就是要盡可能的減少這些干擾的影響使得接收端能準確無(wú)誤的恢復出發(fā)送端發(fā)送過(guò)來(lái)的數據。如下圖3所示，

由于接收端（一般是由D觸發(fā)器構成）需要使用時(shí)鐘采樣來(lái)完成同步接收數據，因此時(shí)鐘信號和數據信號之間的同步關(guān)系是非常重要的，即必須要滿(mǎn)足一定的建立時(shí)間和保持時(shí)間。因此串行數據時(shí)鐘系統結構的變化最根本上是為了滿(mǎn)足時(shí)鐘與數據之間的時(shí)序關(guān)系，以便接收端能正確的接收到信號。
接收端D觸發(fā)器的工作原理

D觸發(fā)器觸發(fā)直流電平示例（時(shí)鐘上升沿觸發(fā)）：