基于PLL的測試測量時(shí)鐘恢復方案

　　不正確的峰值(即LBW附近區域，這里的時(shí)鐘恢復設備抖動(dòng)輸出可能會(huì )大于抖動(dòng)輸入)可能會(huì )放大被測的抖動(dòng)數量。此外，測試設備中相對于輸入數據信號的觸發(fā)延遲可能會(huì )導致測得的抖動(dòng)數量不正確。例如，測量系統中的固定延遲可能會(huì )導致測得額外的明顯抖動(dòng)。增加的抖動(dòng)幅度取決于相對于延遲量的抖動(dòng)頻率。
在接收機端，時(shí)鐘恢復可能會(huì )出現在被測器件中，也可能作為測試設備校準程序的一部分出現。在被測器件中，時(shí)鐘恢復頻頻出現，在測試中通常使用壓力和正弦曲線(xiàn)抖動(dòng)實(shí)現(參見(jiàn)圖1中的b部分)。在正弦曲線(xiàn)抖動(dòng)中，測試一般使用模板，這會(huì )在較低的調制頻率上應用較多的抖動(dòng)，或在較高頻率上應用較少的抖動(dòng)。

　　其中的問(wèn)題包括在接收機中使用設計不當的LBW，這會(huì )導致抖動(dòng)容限模板失效。追蹤響應的斜率不正確可能會(huì )使追蹤SSC的準確性不夠，導致測試眼圖模糊閉合，并產(chǎn)發(fā)生誤碼。

　　時(shí)鐘恢復被頻繁用于測試設備設置及接收機抖動(dòng)容限或受壓的眼圖信號校準(參見(jiàn)圖1中的c部分)。正弦曲線(xiàn)抖動(dòng)通常設置成頻率高于校準過(guò)程中時(shí)鐘恢復的LBW。但是，LBW不正確可能會(huì )導致壓力量設置錯誤，進(jìn)而造成被測器件壓力不足或過(guò)大，前者會(huì )提高客戶(hù)拒收的可能性，后者則會(huì )影響良率。

　　從所有這些情況中，很容易得出這樣的結論，即LBW設置非常關(guān)鍵，對測量中觀(guān)察到的抖動(dòng)有著(zhù)明顯影響。改變環(huán)路帶寬可以顯示抖動(dòng)頻譜。以非常窄的LBW進(jìn)行測試，可以顯示被測發(fā)射機產(chǎn)生的所有抖動(dòng)。而使用非常寬的LBW進(jìn)行測試，則只會(huì )顯示發(fā)射機產(chǎn)生的、預定系統接收機用自己的PLL不能濾掉的抖動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，一致性測試中會(huì )指定后一種時(shí)鐘恢復方式。系統設計人員主要關(guān)心超出接收機追蹤能力的抖動(dòng)。

　　分布式時(shí)鐘方案

　　并不是所有系統都從數據流中導出時(shí)序。部分系統如PCI Express和全緩沖雙直列內存模塊(DIMM)，它們使用發(fā)送到通信鏈路每一端的分布式時(shí)鐘來(lái)為數據定時(shí)。發(fā)送端和接收端使用PLL來(lái)生成參考時(shí)鐘。

　　一般來(lái)說(shuō)，分布式參考時(shí)鐘將有一定數量的抖動(dòng)，如來(lái)自原始晶體的相位噪聲。它也可能會(huì )有SSC。時(shí)鐘在每個(gè)IC內再生，并用來(lái)為發(fā)送功能和接收功能提供時(shí)鐘。每個(gè)PLL將有一個(gè)環(huán)路響應，如果其作用完全相同，那么一個(gè)PLL上的抖動(dòng)完全可以由另一個(gè)PLL追蹤，也就是說(shuō)，接收機看不到任何凈效應。但實(shí)際情況往往要更加復雜。

　　即使對采用相同設計、相同制造工藝及相同生產(chǎn)批次制造的器件來(lái)說(shuō)，幾乎也不可能獲得完全相同的環(huán)路響應。由于確保IC之間及IC內部的路徑長(cháng)度一樣也很困難，因此在接收機抖動(dòng)中還會(huì )出現同等的觸發(fā)延遲，導致出現更多的抖動(dòng)。

　　嵌入式時(shí)鐘方案

　　把時(shí)鐘嵌入到數據中是保證在接收機準確恢復發(fā)射的數據流的一種常用方式。但一旦實(shí)現，就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題，即系統以一種時(shí)鐘速率運行，而輸入的碼流會(huì )以略微不同的速率運行。必須以某種方式重新為數據輸入時(shí)鐘，以便與接收端系統相匹配。

　　在某些結構中，特別是在SONET/SDH中，設計人員做的一項重要工作是使系統中的所有時(shí)鐘盡可能地匹配，這是通過(guò)基于全球定位系統(GPS)來(lái)分配高度準確的系統時(shí)鐘，或者基于銣(Rubidium)或類(lèi)似標準來(lái)分配本地時(shí)鐘而實(shí)現的。

　　其它結構則承受了時(shí)鐘速率差異性更大的特點(diǎn)，以此來(lái)降低成本和復雜性。在任何情況下，系統最終都必須處理所有的不匹配，這一般要等到差異超過(guò)1個(gè)比特或1個(gè)幀，然后插入或刪除比特或字符。通常，系統協(xié)議會(huì )插入多個(gè)字符，稱(chēng)為填充字，這些字符在接收機上會(huì )被舍棄掉。還有的時(shí)候，如果需要的話(huà)，協(xié)議會(huì )允許接收機插入自己的字符，而不會(huì )打亂數據的含義。

　　增加或刪除這些字符可能會(huì )極大地影響測試?；趨f(xié)議的測試設備通常被設置成處理插入的或刪除的字符，同時(shí)仍能識別底層信息。但是，物理層測試設備有時(shí)更加受限，它要求碼型完全符合沒(méi)有變化的已知重復序列。多出或漏掉碼會(huì )導致設備認為發(fā)生了錯誤。

　　在系統管理基線(xiàn)漂移時(shí)也會(huì )發(fā)生數據碼型變化，即系統會(huì )經(jīng)過(guò)AC耦合和一長(cháng)串完全相同的位，導致平均信號電壓漂移，直到發(fā)生誤碼。在這種情況下，協(xié)議方案對于每個(gè)有效字符通常有兩個(gè)版本，并確定發(fā)送最能有效抗擊任何基線(xiàn)漂移或運行不一致的版本。接收機上的協(xié)議智能完全能夠識別哪種版本是正確，但這也違反了某些測試設備對碼型不變的要求。

　　某些測試設備可以進(jìn)行參數測量，而無(wú)需重復碼型。這在檢查物理層問(wèn)題時(shí)非常有效，但不能處理協(xié)議錯誤。此外，還有可能會(huì )漏掉清除后作為正確碼重傳的接收機誤碼，盡管這些碼是有問(wèn)題的。

　　通過(guò)使用環(huán)回測試，發(fā)送到接收機的信號被環(huán)回，成為發(fā)射機的輸出。但數據并不總是完全相同，因為時(shí)鐘速率匹配錯誤會(huì )導致填充字變化，這可能會(huì )使測試設備混亂。在這些情況下，一種解決方案是創(chuàng )建一個(gè)測試環(huán)境，其中發(fā)射機時(shí)鐘域和接收機時(shí)鐘域完全一樣，從而無(wú)需進(jìn)行域速率匹配。許多使用儀器時(shí)鐘恢復的方案可以用測試設備輸出的準確速率創(chuàng )建一個(gè)時(shí)鐘信號，然后再利用這個(gè)信號為環(huán)回測試生成一個(gè)測試信號。

　　隨著(zhù)時(shí)鐘恢復在更多的系統和測試設置中日益普遍，必須考慮其對測量的影響。許多外部影響可能會(huì )打亂數據和時(shí)鐘源之間的關(guān)系。通過(guò)了解這兩者之間的關(guān)系，可以獲得更實(shí)用、更準確的測量結果。