抖動(dòng)在眼圖中的現(xiàn)象如下
圖11:眼圖-抖動(dòng)示意圖
什么是抖動(dòng)分析?
眼圖分析偏直觀和感性認(rèn)識(shí),而抖動(dòng)分析可以將系統(tǒng)性能做進(jìn)一步的分析和測(cè)量,以提升高速電路的時(shí)序冗余度。常用波形直方圖統(tǒng)計(jì)、時(shí)間間隔誤差 (TIE) 直方圖、TIE 趨勢(shì)圖和抖動(dòng)頻譜圖等方法進(jìn)行抖動(dòng)分析。
時(shí)間間隔誤差分析方法
時(shí)間間隔誤差TIE (Time Interval Error),表示時(shí)鐘的每個(gè)有效沿相對(duì)于理想位置的變化。TIE示意圖如下所示:
圖12:抖動(dòng)TIE示意圖
以時(shí)間為橫坐標(biāo),TIE [i]值為縱坐標(biāo)可以得到TIE trend(趨勢(shì)圖)的時(shí)域波形,如下圖中的紫色曲線。統(tǒng)計(jì)TIE這個(gè)數(shù)組中所有值的分布情況可以TIE的直方圖,如下圖中橙色直方圖,橫坐標(biāo)為T(mén)IE值的范圍,縱坐標(biāo)為不同TIE值對(duì)應(yīng)的統(tǒng)計(jì)點(diǎn)個(gè)數(shù)。
圖13:TIE跟蹤和柱狀圖
抖動(dòng)有哪些分類?
通過(guò)TIE直方圖分析可知,抖動(dòng)主要分為確定性抖動(dòng)Dj (Deterministic Jitter)和隨機(jī)抖動(dòng)Rj(Random Jitter)。
圖14:抖動(dòng)分解示意圖
隨機(jī)抖動(dòng)
隨機(jī)抖動(dòng)符合高斯型分布,源可能是熱噪聲、散粒噪聲、隨機(jī)噪聲,非平穩(wěn)干擾。
圖15:抖動(dòng)-隨機(jī)抖動(dòng)典型PDF
確定性抖動(dòng)
是非高斯分布并且有界,確定性抖動(dòng)的PDF函數(shù)呈現(xiàn)離散分布??赡苁菐捪拗?、反射、串?dāng)_、EMI、地面反彈、周期調(diào)制產(chǎn)生。
圖16:抖動(dòng)-確定性抖動(dòng)典型PDF
浴盆曲線分析
浴盆曲線表示眼圖開(kāi)度與誤碼率BER的關(guān)系。在許多串行通信標(biāo)準(zhǔn)中,工作在最大誤碼率(BER)10-12已經(jīng)成為一個(gè)實(shí)際要求。
如下圖所示,浴盆曲線的Y軸是誤碼率,X軸是采樣時(shí)刻,范圍是一個(gè)碼元周期(1UI)。浴盆曲線的縱坐標(biāo)是一個(gè)對(duì)數(shù)坐標(biāo),表示了采樣時(shí)刻和誤碼率之間的關(guān)系。
圖17:浴盆曲線示意圖
確定性抖動(dòng)形成浴盆曲線近似平坦的水平部分(金色區(qū)域),而斜坡部分(藍(lán)色區(qū)域)由隨機(jī)抖動(dòng)Random Jitter形成。
如上圖所示,當(dāng)采樣時(shí)刻位于跳變沿或其附近時(shí),BER是0.5。隨著采樣時(shí)刻不斷向中間移動(dòng),誤碼率逐漸降低,正如我們所知道的那樣,單位間隔的中間通常是最佳的采樣時(shí)刻。浴盆曲線顯示出在感興趣的誤碼率水平下的傳輸誤差范圍。浴盆曲線的兩條線與TIE直方圖的尾部高斯函數(shù)直接相關(guān)的??傮w抖動(dòng)計(jì)算公式如下:
浴盆曲線建立了誤碼率與抖動(dòng)之間的聯(lián)系,但是需要注意的是,浴盆曲線不是為了測(cè)算誤碼率,而是測(cè)試不同誤碼率情況下的總體抖動(dòng)。從形成上來(lái)說(shuō),將一個(gè)總體抖動(dòng)直方圖從中間進(jìn)行切分,右半邊搬到左邊,左半邊搬到右邊就可以得到我們想要的浴盆曲線。