1、時鐘恢復(fù)

當(dāng)前，高速數(shù)字傳輸通常需要在接收端進(jìn)行時鐘恢復(fù)（恢復(fù)時鐘），而不是同時發(fā)送時鐘和數(shù)據(jù)信號。在這種類型的系統(tǒng)中，時鐘恢復(fù)是確保高質(zhì)量傳輸?shù)年P(guān)鍵。

通常，時鐘恢復(fù)是使用PLL電路。在使用PLL電路的時鐘恢復(fù)設(shè)計中，PLL電路中各種各樣電容和電阻元件會導(dǎo)致時鐘恢復(fù)模塊的不穩(wěn)定性。這種特性變化會在下行的電路上引起接收誤碼，可能導(dǎo)致更長恢復(fù)的時間，直到整個系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定為止。

因此，正確理解時鐘恢復(fù)特性至關(guān)重要。評估時鐘恢復(fù)的一項典型測試項目就是對連續(xù)0和1的容限測試。

在高速數(shù)字信號中，加擾方法可以和諸如PRBS碼型的信號一起使用，來確保固定的發(fā)送信號的DC偏移，以及保持發(fā)送碼型中0和1的比率，并避免過多的連續(xù)0或1。理解時鐘恢復(fù)能力的有效方法就是在很少出現(xiàn)連續(xù)0和1的環(huán)境中運(yùn)行對連續(xù)0和1的Rx容限測試。

2、對連續(xù)的0和1時鐘恢復(fù)容限的測試方法

SDH傳輸標(biāo)準(zhǔn)通常使用ITU-TG.957定義的CID碼型來測試對連續(xù)0和1的時鐘恢復(fù)容限。除了具有SDH幀信息外，CID碼型還包括9個字節(jié)的連續(xù)1和9個字節(jié)的連續(xù)0。由于該碼型為9個字節(jié)，因此可以測試對72比特0和1的容限。

但是，除了SDH之外，時鐘恢復(fù)還使用在其他高速傳輸上，并且除了CID碼型外還可以使用其他方法進(jìn)行評估。

誤碼儀生成的PRBS碼型是具有高度隨機(jī)性的測試碼型。圖案周期根據(jù)諸如PBBS 2 ^ 7-1，PBBS 2 ^ 31-1等PRBS類型而變化，并且圖案周期中連續(xù)的1和0的長度也隨圖案類型而變化。例如，PBBS 2 ^ 7-1碼型的周期為27-1（127）比特，并且在這127比特中，有7比特連續(xù)的1和6比特連續(xù)的0。PBBS 2 ^ 31-1碼型的周期長度為231-1（2147483647比特），其中31比特連續(xù)1和30比特連續(xù)0。在比較PBBS 2 ^ 7-1和PBBS 2 ^ 31-1碼型時，由于后一種碼型具有較長的連續(xù)1和0，因此它可能會對時鐘恢復(fù)容限測試施加更大的壓力。

如果PRBS周期較長，則由于連續(xù)的1和0的比特數(shù)也變長，所以可以施加更大的壓力。基于此思想，還可以使用非常長的PRBS碼型（例如PBBS2 ^ 58-1和PBBS 2 ^ 61-1）對連續(xù)1和0的容限進(jìn)行時鐘恢復(fù)測試。但是，進(jìn)行這些測試需要關(guān)注測試結(jié)果的可重復(fù)性。

例如，讓我們考慮使用100GbE速率對SERDES芯片中的時鐘恢復(fù)進(jìn)行評估。在這種情況下，比特率25.78125Gbps，PBBS 2 ^ 58-1和PBBS 2 ^ 61-1碼型的周期如下表所示。

從上面可以明顯看出，使用這些碼型的任何測試都將需要非常長的時間。

3、具體的測試方案

在這里以安立的信號質(zhì)量分析儀MP1900A為例進(jìn)行測試方案的介紹。MP1900A具有零替代碼型（Zero Substitution）功能，其中PRBS碼型被更改可以用以測試時鐘恢復(fù)對連續(xù)0和1的容限。

MP1900A零替換碼型功能可以選擇與PBBS 2^ 7-1至2 ^ 23-1等效的任何碼型，同時具有與PRBS相同的基本碼型。但是，對于零替代，具有最長連續(xù)0的部分的最后一個比特用0代替1，從而增加了連續(xù)0的長度，這就是該方法與PRBS的不同之處。上圖中增加和減少零替代長度設(shè)置可用于更改碼型中連續(xù)0的長度。

例如，下圖顯示了零替代長度為2 ^ 7-1的零替代長度設(shè)置為1比特時的碼型。在PBBS 2 ^ 7-1碼型中，有7比特連續(xù)的1（在下圖中藍(lán)色突出顯示的左側(cè)），然后是6比特連續(xù)的0（在下圖中藍(lán)色突出顯示）。但是，在此示例中，將“零替換長度”設(shè)置為1比特，PBBS 2 ^ 7-1碼型的連續(xù)0的6比特增加了1比特（下圖中藍(lán)色突出顯示的黑色正方形）到7比特。

延長零替代長度可以以1比特為步長增加零替代碼型中連續(xù)0的長度，讓在時鐘恢復(fù)容限測試中施加更大的壓力。下面顯示了當(dāng)“零替代長度”設(shè)置為58比特時“零替代”碼型的示例。27-1零替換與PBBS 2 ^ 7-1具有相同的原始6比特連續(xù)0，但是零替換長度設(shè)置替代了58比特連續(xù)的0，總共提供6 + 58個連續(xù)0（下圖藍(lán)色突出顯示）。

如果需要具有比PBBS 2 ^ 7-1更高的隨機(jī)性的碼型，則可以選擇223-1等于PBBS 2 ^ 23-1的零替代來延長零替代長度。碼型長度等效于PBBS 2 ^ 23-1，并且以前面所述的25.78125Gbps生成，但是由于一個周期的長度為0.3ms（（223-1比特）/ 25.78125Gbps），因此也可以對比當(dāng)使用PBBS 2 ^ 58-1和PBBS 2 ^ 61-1碼型進(jìn)行測試時實際使用的時間。此外，反轉(zhuǎn)圖案極性支持將時鐘恢復(fù) Rx容限測試為連續(xù)的1，而不是連續(xù)的0。

4、總結(jié)

使用零替代（Zero Substitution）碼型功能，可以對時鐘恢復(fù)長0和長1的接收容限進(jìn)行準(zhǔn)確和快速的評估和驗證。