陜西多端口矩陣測試數(shù)字信號測試

采用并行總線的另外一個問題在于總線的吞吐量很難持續(xù)提升。對于并行總線來說， 其總線吞吐量=數(shù)據(jù)線位數(shù)×數(shù)據(jù)速率。我們可以通過提升數(shù)據(jù)線的位數(shù)來提高總線吞吐  量，也可以通過提升數(shù)據(jù)速率來提高總線吞吐量。以個人計算機中曾經(jīng)非常流行的PCI總  線為例，其**早推出時總線是32位的數(shù)據(jù)線，工作時鐘頻率是33MHz,其總線吞吐量=  32bit×33MHz;后來為了提升其總線吞吐量推出的PCI-X總線，把總線寬度擴展到64位， 工作時鐘頻率比較高提升到133MHz,其總線吞吐量=64bit×133MHz。是PCI插槽  和PCI-X插槽的一個對比，可以看到PCI-X由于使用了更多的數(shù)據(jù)線，其插槽更長。

但是隨著人們對于總線吞吐量要求的不斷提高，這種提升總線帶寬的方式遇到了瓶頸。首先由于芯片尺寸和布線空間的限制，64位數(shù)據(jù)寬度已經(jīng)幾乎是極限了。另外，這64根數(shù)據(jù)線共用一個采樣時鐘，為了保證所有的信號都滿足其建立保持時間的要求，在PCB上布線、換層、拐彎時需要保證精確等長。而總線工作速率越高，對于各條線的等長要求就越高，對于這么多根信號要實現(xiàn)等長的布線是很難做到的。

用邏輯分析儀采集到的一個實際的8位總線的工作時序，可以看到在數(shù)據(jù)從0x00跳變到0xFF狀態(tài)過程中，這8根線實際并不是精確一起跳變的。 數(shù)字信號抖動的成因（Root Cause of Jitter）;陜西多端口矩陣測試數(shù)字信號測試

時域數(shù)字信號轉(zhuǎn)換得到的頻域信號如果起來，則可以復(fù)現(xiàn)原來的時域信號。

描繪了直流頻率分量加上基頻頻率分量與直流頻域分量加上基頻和3倍頻頻率分量，以及5倍頻率分量成的時域信號之間的差別，我們可以看到不同頻域分量的所造成的時域信號邊沿的差別。頻域里包含的頻域分量越多，這些頻域分量成的時域信號越接近 真實的數(shù)字信號，高頻諧波分量主要影響信號邊沿時間，低頻的分量影響幅度。當(dāng)然，如果 時域數(shù)字信號轉(zhuǎn)變岀的一個個頻率點的正弦波都疊加起來，則可以完全復(fù)現(xiàn)原來的時域 數(shù)字信號。其中復(fù)原信號的不連續(xù)點的震蕩被稱為吉布斯震蕩現(xiàn)象。 陜西多端口矩陣測試數(shù)字信號測試數(shù)字信號的波形分析（Waveform Analysis）;

要把并行的信號通過串行總線傳輸，一般需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換。為了進(jìn)一步減少傳輸線的數(shù)量和提高傳輸距離，很多高速數(shù)據(jù)總線采用嵌入式時鐘和8b/10b的數(shù)據(jù)編碼方式。8b/10b編碼由于直流平衡、支持AC耦合、可嵌入時鐘信息、抗共模干擾能力強、編解碼結(jié)構(gòu)相對簡單等優(yōu)點，在很多高速的數(shù)字總線如FiberChannel、PCIe、SATA、USB3.0、DisplayPort、XAUI、RapidIO等接口上得到廣泛應(yīng)用。圖1.20是一路串行的2.5Gbps的8b/10b編碼后的數(shù)據(jù)流以及相應(yīng)的解碼結(jié)果，從中可以明顯看到解出的K28.5等控制碼以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。

理想的跳變位置。抖動是個相對的時間量，怎么確定信號的理想的跳變位置對于 抖動的測量結(jié)果有很關(guān)鍵的影響。對于時鐘信號的測量，我們通常關(guān)心的是時鐘信號是否 精確地等間隔，因此這個理想位置通常是從被測信號中提取的一個等周期分布時鐘的跳變 沿；而對于數(shù)據(jù)信號的測量，我們關(guān)心的是這個信號相對于其時鐘的位置跳變，因此這個理 想跳變位置就是其時鐘有效沿的跳變位置。對于很多采用嵌入式時鐘的高速數(shù)字電路來 說，由于沒有專門的時鐘傳輸通道，情況要更復(fù)雜一些，這時的理想跳變位置通常是指用一 個特定的時鐘恢復(fù)電路(可能是硬件的也可能是軟件的)從數(shù)據(jù)中恢復(fù)出的時鐘的有效跳 變沿。模擬信號和數(shù)字信號的相互轉(zhuǎn)換；

數(shù)字信號基礎(chǔ)單端信號與差分信號(Single-end and Differential Signals)

數(shù)字總線大部分使用單端信號做信號傳輸，如TTL/CMOS信號都是單端信號。所謂單端信號，是指用一根信號線的高低電平的變化來進(jìn)行0、1信息的傳輸，這個電平的高低變化是相對于其公共的參考地平面的。單端信號由于結(jié)構(gòu)簡單，可以用簡單的晶體管電路實現(xiàn)，而且集成度高、功耗低，因此在數(shù)字電路中得到的應(yīng)用。是一個單端信號的傳輸模型。

當(dāng)信號傳輸速率更高時，為了減小信號的跳變時間和功耗，信號的幅度一般都會相應(yīng)減小。比如以前大量使用的5V的TTL信號現(xiàn)在使用越來越少，更多使用的是3.3V/2.5V/1.8V/1.5V/1.2V的LVTTL電平，但是信號幅度減小帶來的問題是對噪聲的容忍能力會變差一些。進(jìn)一步，很多數(shù)字總線現(xiàn)在需要傳輸更長的距離，從原來芯片間的互連變成板卡間的互連甚至設(shè)備間的互連，信號穿過不同的設(shè)備時會受到更多噪聲的干擾。更極端的情況是收發(fā)端的參考地平面可能也不是等電位的。因此，當(dāng)信號速率變高、傳輸距離變長后仍然使用單端的方式進(jìn)行信號傳輸會帶來很大的問題。圖1.12是一個受到嚴(yán)重共模噪聲干擾的單端信號，對于這種信號，無論接收端的電平判決閾值設(shè)置在哪里都可能造成信號的誤判。
數(shù)字此案好的上升時間（Rising Time）;陜西多端口矩陣測試數(shù)字信號測試

波形參數(shù)測試室數(shù)字信號測試常用的測量方法，隨著數(shù)字信號速率的提高，波形參數(shù)的測量方法越來越不適用了。陜西多端口矩陣測試數(shù)字信號測試

這種并/串轉(zhuǎn)換方法由于不涉及信號的編解碼，結(jié)構(gòu)簡單，效率較高，但是需要收發(fā)端進(jìn)行精確的時鐘同步以控制信號的復(fù)用和解復(fù)用操作，因此需要專門的時鐘傳輸通道，而且串行信號上一旦出現(xiàn)比較大的抖動就會造成串/并轉(zhuǎn)換的錯誤。

因此，這種簡單的并/串轉(zhuǎn)換方式一般用于比較關(guān)注傳輸效率的芯片間的短距離互連或者一些光端機信號的傳輸中。另外，由于信號沒有經(jīng)過任何編碼，信號中可能會出現(xiàn)比較長的連續(xù)的0或者連續(xù)的1,因此信號必須采用直流耦合方式，收發(fā)端一旦存在比較大的共?；虻卦肼暎瑫?yán)重影響信號質(zhì)量，因此這種并/串轉(zhuǎn)換方式用于電信號傳輸時或者傳輸速率不太高(通常<1Gbps),或者傳輸距離不太遠(yuǎn)(通常<50cm)的場合。 陜西多端口矩陣測試數(shù)字信號測試

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