等長只是時序控制的開始【轉發(fā)】

2017-10-13 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

DDR線長匹配與時序(下)

問答碼間干擾和串擾是怎么影響時序的?在講到影響源同步時序的因素中,我們更多強調(diào)的是時鐘與數(shù)據(jù)的等長,因為等長后基本就等時了,等時后驅動端時鐘與數(shù)據(jù)之間的相位關系就能被準確無誤的傳輸?shù)浇邮斩?。然?在保證時鐘與數(shù)據(jù)同時到達接收端的前提下,信號質(zhì)量還會受到其他因素的影響。有時候,盡管時鐘與數(shù)據(jù)同時到達了接收端,然而他們已經(jīng)“物是人非”,接收端已經(jīng)無法看清他們本來的面目。所以,等時只是保證信號時序的第一步,關鍵的還是要控制好信號的質(zhì)量,否則,接收端同時傳來被“玩壞”的時鐘與數(shù)據(jù),也是功敗垂成。碼間干擾和串擾會影響時序嗎?答案是肯定的。然而到底是怎么影響的?這個就有點不好說了,因為這個問題比較抽象,要想回答清楚就得詳細說說他到底影響了時序的哪個參數(shù)。是建立時間裕量,還是保持時間裕量?

首先必須弄清楚什么是碼間干擾(ISI)。大家應該都了解串擾,串擾指的是由于信號線之間的互容和互感作用,本來傳輸?shù)男盘栯妷汉碗娏鲿幌噜徯盘柧€拉高或者降低,使得信號失真的情況。碼間干擾也一樣,由于互連通道對不同頻率衰減不同,導致信號邊沿變緩,因此單個脈沖的寬度會變寬,形成“拖尾”,延伸到下一個bit位,如下圖1所示,這種延伸會改變下一位脈沖的幅度,從而使波形失真。

圖1 碼間干擾

仿真實例如圖2所示,圖2是驅動端碼型

圖2 驅動端波形

經(jīng)過30inch的傳輸線后,波形如圖3所示

圖3 接收端波形

下面我們通過眼圖來看看時序參數(shù),驅動端信號時序參數(shù)如下圖4所示:

圖4 驅動端眼圖

圖5 接收端眼圖

從接收端的眼圖可以看出,碼間干擾使得建立時間和保持時間窗口都變窄了。串擾對時序的影響機制也是一樣的,只要干擾了波形的形狀,就會對時序裕量產(chǎn)生影響。
看來,等長只是時序控制的開始,為提高信號的時序裕量,我們要做的還有很多呢。
下面來看下各位網(wǎng)友的答題情況:注:回答出了碼間干擾的產(chǎn)生機制,以及對具體時序參數(shù)的影響都是滿分。(以下內(nèi)容選自網(wǎng)友答題)碼間干擾就是在同一個時隙中,不同碼道之間存在時間不同步,就是有偏移。信道的非理想(這里指不是無限寬的頻帶)和多徑效應都會產(chǎn)生時域上的碼間相互串疊。由于電磁耦合而在相鄰的傳輸線上產(chǎn)生不期望的電壓或電流噪聲干擾:Jenny評分:2分碼間干擾和串擾會帶來線路之間的時序不平穩(wěn),對于時鐘會帶來抖動和偏移等現(xiàn)象,還會使得信號眼圖變差,影響時序建立和保持時間:zhl評分:2分當碼間串擾嚴重時,會造成錯誤判決,即本來的0被判斷為1,1被判斷為0,從耳導致時序錯誤:涌評分:2分碼間串擾是由于系統(tǒng)傳輸總特性不理想,導致前后碼元的波形畸變、展寬,并使前面波形出現(xiàn)很長的拖尾,蔓延到當前碼元的抽樣時刻上,從而對當前碼元的判決造成干擾。碼間串擾嚴重時,時序會造成錯誤判決。以DDR舉例,時序是信號來判決的,碼間串擾會使時序得到相反的電平,從而影響芯片誤操作。通過眼圖可以知道碼間串擾程度,眼圖的眼睛張開得越大,且眼圖端正,表示碼間串擾越小,反之表示碼間串擾越大。:Lee評分:3分串擾,能量感性與容性的耦合。改變受到串擾的傳輸線的特性阻抗與傳輸速度,也改變了信噪比,這些都會影響時序判別。碼間干擾,造成信號之間互耦,造成時序錯亂。: Jamie評分:2分如果之前的長時間內(nèi)位序模式為高,接著降低一位后再升高,則此位低電平很難降低到最低電壓值,此時,數(shù)據(jù)的建立時間和保持時間就有問題,這是碼間干擾的影響。串繞主要是走線之間容性耦合和感性耦合的影響,同樣會使信號邊沿受到影響,使建立時間和保持時間就有問題。: 王發(fā)展評分:2分碼間干擾:指單個信號線上的相鄰的“1”和“0”電平相互干擾,前一位數(shù)據(jù)使得后一位數(shù)據(jù)的UI時間減少,上升下降的邊沿緩慢。由以下公式[Tva(由建立時間、建立時間裕量和vref到閥值的時間組成) + Tvb(保持時間、保持時間裕量和vref到閥值的時間組成)=UI ]可知:建立時間裕量和保持時間裕量會減少,導致系統(tǒng)誤碼率高; 串擾干擾:由于相鄰的信號線上有電平轉換,(1變0或者0變1),變換電平會產(chǎn)生變化的磁場,變化的磁場會被信號線感應到并產(chǎn)生電平的疊加,這樣會干擾信號的上升、下降時間和電平,導致建立時間裕量和保持時間裕量會減少,而且噪聲容限也會減少,導致系統(tǒng)誤碼率高。:海鷗評分:3分1.碼間干擾是指信號傳播時,前一位數(shù)據(jù)與后一位數(shù)據(jù)不同時,前一位會導致后一位的上升或下降時間變緩,出現(xiàn)不規(guī)則無法避免的抖動,降低建立保持時間裕量。2.串擾則是由于附近的其他信號發(fā)生翻轉,且上升下降沿很陡,這時信號線會有感應,產(chǎn)生有能量的疊加,造成信號上升下降時間更陡或更緩,降低建立保持時間的裕量。3.在高速信號通信中,嚴重的情況下,兩者都會導致系統(tǒng)通信誤碼率升高。:小葉紫檀評分:3分建立時間和保持時間的和小于UI,因為還有建立時間裕量、保持時間裕量等。速率越高,就是UI越小,會導致建立時間裕量、保持時間裕量也越小,以及串擾、抖動等干擾因素,容易產(chǎn)生信號的誤判,從而更難進行時序控制。:桿評分:3分碼間干擾是由于阻抗不匹配等原因,使接收端當前碼元信號受到之前碼元信號的干擾(如反射信號)。串擾是不同位信號之間的耦合。對于DDR來說,DQ信號是同時跳變的,所以DQ信號的串擾都在跳變沿,會影響slew rate,從而產(chǎn)生jitter,而DQS跳變位于DQ信號的中心,產(chǎn)生的串擾影響更大,所以通常要加大DQS與DQ的間距。碼間干擾同樣會影響slew rate,并產(chǎn)生抖動,所以需要控制阻抗,減少反射。: 絕對零度評分:3分碼間干擾,當前一個碼還沒有穩(wěn)定時,后一個碼已經(jīng)在路上了,使得前一個碼的反射、串擾對后一個碼產(chǎn)生影響,造成碼型的變化,從而使得信號畸變或偏移,最終反應到時序上。而串擾,主要是微帶線對奇模和偶模信號的介電常數(shù)不同引起的。當騷擾線和受害線同向時,大部分電磁場進入介質(zhì),受害線信號速率比正常情況降低,而反向時,則反之,最終速率的變化也對應到時序上。:大海象評分:3分1,在高速并行總線鏈路中,碼間干擾是由于高低電平的不平衡,導致持續(xù)的1或0電平出現(xiàn)后,信號電平反轉時,會使信號不能拉低或拉高,同時,信號邊緣變緩,數(shù)據(jù)的邊沿無法對齊,影響建立和保持時間,從而導致出現(xiàn)誤碼。竄擾,多位數(shù)據(jù)信號并行走線且間距較小時,數(shù)據(jù)同時并行翻轉,由于耦合關系,會對相鄰數(shù)據(jù)位有干擾,比如邊緣的毛刺、高低電平的振鈴等,會吃掉一定的建立保持時間裕量,影響到時序。 3,碼間干擾和竄擾對于高速串行總線的影響比較大,導致接收端的時鐘信號抖動偏大甚至無法恢復,從而會減小建立保持時間。:hk評分:3分建立時間+保持時間小于ui。速率越高,余量越小,留給調(diào)整的范圍越小,所以時序越難控制。: 涌評分:2分碼間干擾是因為信號傳輸路徑長,當信號速率較高時,由于系統(tǒng)傳輸總特性不理想,導致前后碼元的波形畸變,并使前面波形出現(xiàn)很長的拖尾,蔓延到當前碼元的抽樣時刻上,從而對當前碼元的判決造成干擾。碼間串擾嚴重時,會造成錯誤判決。串擾則是因為相互傳輸線間的互感互容,當噪聲脈沖疊加到被干擾網(wǎng)絡,就會引起被干擾網(wǎng)絡信號傳輸延時減少或增加,由于干擾源網(wǎng)絡的不確定性,這種延時是無法控制的,因而對這種串擾引起的延時必須加以控制。: 劉棟評分:3分碼間干擾是由于有限信道帶寬決定的,當信號在有限帶寬信道中傳輸時,在時域會有拖尾,如果拖尾在其它符號抽樣處不為0,則造成碼間干擾;碼間干擾造成信號元相互干擾,會使信號的抖動增加,從而影響時序。串繞分遠端和近段串繞,當信號線相互靠近時,信號線上的信號電平發(fā)生快速反轉時,會在相鄰信號線感應出電平,若果電平正好相反時,會時信號的上升沿或者下降沿時間變長,從而導致其采樣電平點發(fā)生偏移,影響建立時間和保持時間:Jasen評分:3分碼間干擾:是前、后碼元的波形畸變、時延、展寬等,導致建立時間裕量和保持時間裕量減少,信號畸變或偏移,使得誤碼率高,影響時序。串擾:是相鄰信號線之間的電磁耦合引起的,產(chǎn)生尖峰、額外延時,使得保持時間裕量減少,噪聲容限減少,從而影響時序。: 龍鳳呈祥評分:3分碼間干擾是由于傳輸特性不理想,導致前后碼元的波形畸變、展寬、時延等,并使前面波形出現(xiàn)很長的拖尾,從而導致判定本碼元脈沖波形的值時與其它脈沖波形的拖尾相疊加。本質(zhì)上,導致建立時間裕量和保持時間裕量減少,使得系統(tǒng)誤碼率提高,影響了時序。串擾是由于相鄰走線之間的耦合引起的,會導致產(chǎn)生尖峰噪聲、額外延時,尤其是相鄰走線信號同時翻轉時。信號邊沿受到影響后,以及抖動影響使得時間裕量噪聲容限減小,從而影響了時序。:桿評分:3分(1)碼間干擾,由于通信速度過高,走線長,插入損耗S21太低,信號在1和0相互變換時,能量釋放太慢,前一位的信號能量影響后一位的信號能量,使得整個UI的抖動增加,建立保持時間裕量變小,通信容易出現(xiàn)誤碼率高的問題。(2)串擾,附近的信號發(fā)生跳變時,產(chǎn)生方向不同的變化的磁場,會在信號線上疊加或正或負的能量,使得整個UI的抖動增加,電平有紋波,減少建立保持時間裕量和噪聲容限,誤碼率高。:Ben評分:3分碼間干擾:一個信號線上相鄰碼元發(fā)生變化時,會導致后一位的上升或者下降沿變緩,降低建立時間和保持時間的裕量;串擾:與之相鄰信號線數(shù)據(jù)發(fā)生高速變化時,由于電磁感應耦合到本身,對建立時間和保持時間產(chǎn)生影響。:Ku評分:3分碼間干擾指的是相鄰碼元之間的電平干擾,碼間干擾除了會引起碼元的錯誤判決、增加誤碼率之外,還會抬升被干擾碼元的邊緣,是邊緣退化,從而影響時序。串擾是入侵線的能量通過容性干擾和感性干擾耦合到受害線上,如果串擾表現(xiàn)為正脈沖,則會抬升受害線的邊緣,而與此同時入侵線由于能量損失了一部分,就會造成邊緣的退化,由此影響時序。:黃躍輝評分:3分1.高速信號傳輸通道有一定的帶寬限制,信號通過該通道邊沿變緩,拖尾影響下一位信號,使信號偏離原先的位置,抖動增加。2.當串擾噪聲疊加到信號邊沿上,會引起信號邊沿畸變,可能使信號提前或延遲。進而導致邊沿的抖動,結果是時序裕量減小。:山水江南評分:3分碼間干擾:由于通道存在沖擊響應,并且高電平變?yōu)榈碗娖綍r高頻分量存在嚴重拖尾效應,尤其是高速鏈路場景多個連1后突然變?yōu)?時特別明顯,會使得本該0電平的電位降不到0,數(shù)據(jù)的邊沿無法對齊,影響建立和保持時間,從而導致出現(xiàn)誤碼。串繞:由于DDR是多位數(shù)據(jù)同時并行翻轉,由于感性和容性的存在,會對相鄰數(shù)據(jù)位有干擾,導致正常數(shù)據(jù)的電平裕量降低,邊沿變緩,從而影響到建立和保持時間的窗口,影響到時序。:楊勇評分:3分

原作者及出處——一博科技“高速先生”

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