通信眼图测量PCI-E测试

眼图测试中的时钟恢复

眼图测试和分析关键之处是时钟恢复。现代的宽带示波器一般提供多种时钟恢复方式 以供选择，如下所述。

(1) 常频方式，类似于平均处理，适用于测量时钟抖动、扩频信号等测试。

(2) 黄金锁相环(Golden PLL), 一般支持一级或二级PLL,参数可以随意设置，适用 于测试串行信号。

(3) 外时钟恢复方式，适用于源同步信号的测试(如HDMI) 。

(4) 特殊方式，例如PCI Express> Fibre-Channel时钟恢复方式。

测试串行信号常用的是Golden PLL方法，要根据具体规范的CDR响应曲线选择一级 或二级锁相环，仔细设置时钟恢复参数。下面以SATA3为例介绍时钟恢复参数的设置， 什么是眼图？它用在什么场合？反映了波形的什么信息？通信眼图测量PCI-E测试

眼图高度(眼高)的定义

眼图高度即眼高，是测量眼图的垂直开口高度，测量使用启用色度余辉功能时创建的数据库，垂直直方图是由落入定义眼图的窗口内的波形数据构成的。可利用垂直直方图找到九p、外以，以及波顶电压与波底电压的标准偏差。

其中，为垂直直方图的波顶峰值的平均电压；/叩为垂直直方图的波顶峰值的标准偏差；■base为垂直直方图的波底峰值的平均电压；債防。为垂直直方图的波底峰值的标准偏差。

眼图宽度（眼宽）的定义

眼图宽度即眼宽，是测量眼图的水平开口大小，测量使用启用色度余辉功能时创建的数据库，水平直方图由落入/理和Lse定义的窗口内的波形数据创建。可以利用水平直方图找到眼图交叉点的平均时间值和标准偏差。应考虑到，噪声和抖动会使交叉点位置发生较大的变化及眼图闭合。 通信眼图测量PCI-E测试品质因子又称为Q因子是用于测量眼图信噪比的参数。Q因子是在比较好判决门限下信号功率和噪声功率的比值；

一般而言，生成眼图需要通过测量大量的数据，然后再从其中恢复得到。示波器测量眼图中，经过前期的数据采集，其内存中可以获得完整的数据记录。然后，利用硬件或者软件对时钟进行恢复或提取得到同步时钟信号，用此时钟信号与数据记录中的数据同步到每个比特，通过触发恢复的时钟，把数据流中捕获的多个1 UI(单位间隔，相当于一个时钟周期)的信号重叠起来，也即将每个比特的数据波形重叠，得到眼图。

从上面的形成原理图中可以看出，通过用恢复的时钟信号等间隔的触发数据记录中的信号，将这些截取到的单位UI波形叠加在一起，就形成了眼图

眼图形成的原理

一般均可以用示波器观测到信号的眼图，其具体的操作方法为：将示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形就称为眼图。示波器一般测量的信号是一些位或某一段时间的波形，更多的反映的是细节信息，而眼图则反映的是链路上传输的所有数字信号的整体特征，两者对比。

如果示波器的整个显示屏幕宽度为100ns，则表示在示波器的有效频宽、取样率及记忆体配合下，得到了100ns下的波形资料。但是，对于一个系统而言，分析这么短的时间内的信号并不具有代表性，例如信号在每一百万位元会出现一次突波（Spike），但在这100ns时间内，突波出现的机率很小，因此会错过某些重要的信息。如果要衡量整个系统的性能，这么短的时间内测量得到的数据显然是不够的。设想，如果可以以重复叠加的方式，将新的信号不断的加入显示屏幕中，但却仍然记录着前次的波形，只要累积时间够久，就可以形成眼图，从而可以了解到整个系统的性能，如串扰、噪声以及其他的一些参数，为整个系统性能的改善提供依据。 眼睛张开度与误码率的关系；

而对于很多高速的串行总线信号来说，由于时钟信息嵌入在数据流里，所以需要测量设备有相应的时钟恢复功能（可能是硬件的也可能是软件的），能够先从数据流里提取出时钟，然后以这个时钟为基准对数据比特进行叠加才能形成眼图。因此，很多高速串行数字信号的眼图测试通常需要该示波器或测量设备有相应的时钟恢复功能。下图是个对串行数据流进行软件时钟恢复的例子。

真正意义的眼图是以时钟为基准进行叠加的：眼图测量的根本目的是判断该数据信号相对于其时钟信号（可能是专门的时钟通道也可能是内嵌的时钟信息）的建立/保持时间窗口、采样时的信号幅度等参数满足标准要求，所以眼图测量一定是要以其参考时钟为基准进行信号叠加才有意义。有时用数据信号自身的边沿触发进行自然叠加也能形成类似眼图的形状，但这不是真正意义上的眼图。 测试中眼图能用来做什么？通信眼图测量PCI-E测试

如何由眼图分析信号？通信眼图测量PCI-E测试

眼图

在实际系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形，它包含了丰富的信息，从眼图上可以观察出码间串扰和噪声的影响，体现了数字信号整体的特征，从而估计系统优劣程度，因而眼图分析是高速互连系统信号完整性分析的。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰，改善系统的传输性能。 通信眼图测量PCI-E测试