高速串行信號的抖動分析研究
本文選題:串行信號 + 鎖相環(huán); 參考:《北京交通大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:由于抖動的存在,在高速串行信號的傳輸過程中,整個系統(tǒng)的性能往往會受到很大影響,抖動已經(jīng)成為制約高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵因素。為了滿足高速串行系統(tǒng)的設(shè)計要求,提升系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性,成功觀察到信號中存在的抖動成分并對其進(jìn)行分離在信號完整性分析方面具有重要的意義。本文針對高速串行信號,采用定性和定量兩種方法進(jìn)行抖動分析,分別為:基于眼圖構(gòu)建及參數(shù)分析的定性分析方法和基于直方圖尾部擬合的定量抖動分離分析方法。為方便進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,需要對信號進(jìn)行時鐘恢復(fù),作為眼圖構(gòu)建和抖動分離的前提和基礎(chǔ)。本論文的主要研究工作包括:在時鐘恢復(fù)方面,提出了基于相位增量估算的數(shù)字鎖相環(huán)的時鐘恢復(fù)方法。該方法基于鎖相環(huán)基本思想,通過對相位增量進(jìn)行不斷校驗更改,使之逐漸向標(biāo)準(zhǔn)信號接近,通過反復(fù)比較最終鎖定相位,確定信號中包含的時鐘信息。該方法同硬件鎖相環(huán)時鐘恢復(fù)方法相比,避免了由硬件本身帶來的抖動成分,在數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確度上得到了良好的提升。在眼圖構(gòu)建與參數(shù)分析方面,對傳統(tǒng)的眼圖構(gòu)建方法進(jìn)行了改進(jìn),實現(xiàn)了基于同步切割、疊加顯示方法的眼圖構(gòu)建。該方法通過對傳輸信號進(jìn)行同步切割,完整地保持了信號的原始特征,解決了由同步觸發(fā)方式產(chǎn)生的信號干擾問題,使生成的眼圖能夠更真實地反映信號的特征。最后提出了一種新的眼圖基準(zhǔn)點確定方法,通過眼圖參數(shù)測量的方式對眼圖性能進(jìn)行驗證。在抖動分離方面,提出了一種基于尾部擬合的抖動分離方法。該方法基于雙狄拉克模型,通過對抖動建模的方式分析確定性抖動及隨機(jī)性抖動的特性,利用尾部擬合算法在直方圖中確定尾部,通過擬合分析成功分離出確定性抖動及隨機(jī)性抖動,實現(xiàn)了高速串行信號中的抖動分離。
[Abstract]:Due to the existence of jitter, the performance of the whole system is often greatly affected during the transmission of high-speed serial signal, and jitter has become a key factor restricting the design of high-speed digital system. In order to meet the design requirements of high-speed serial system and improve the overall stability of the system, it is of great significance to observe and separate the jitter components in the signal successfully in the aspect of signal integrity analysis. In this paper, qualitative and quantitative methods are used to analyze the jitter of high speed serial signals, which are qualitative analysis method based on eye chart construction and parameter analysis and quantitative jitter separation analysis method based on histogram tail fitting. In order to process the data conveniently, the clock recovery of the signal is needed, which is the premise and foundation of eye diagram construction and jitter separation. The main research work of this thesis is as follows: in the aspect of clock recovery, a clock recovery method based on phase increment estimation for digital phase-locked loop (DPLL) is proposed. Based on the basic idea of PLL, the phase increment is constantly checked and changed to make it close to the standard signal, and the clock information contained in the signal is determined by repeated comparison of the final locked phase. Compared with the hardware phase-locked loop (HPLL) clock recovery method, this method avoids the jitter caused by the hardware itself and improves the accuracy of data measurement. In the aspect of eye chart construction and parameter analysis, the traditional eye diagram construction method is improved, and the eye diagram construction based on synchronous cutting and superposition display method is realized. By cutting the transmitted signal synchronously, the original feature of the signal is kept intact, the interference problem of the signal generated by the synchronous trigger is solved, and the generated eye diagram can reflect the characteristics of the signal more truthfully. Finally, a new method for determining the reference point of ophthalmogram is proposed, and the performance of the eye diagram is verified by measuring the parameters of the eye chart. In the aspect of jitter separation, a method of jitter separation based on tail fitting is proposed. Based on the dual Dirac model, this method analyzes the characteristics of deterministic jitter and random jitter by modeling the jitter, and uses the tail fitting algorithm to determine the tail in the histogram. The deterministic jitter and random jitter are separated successfully by fitting analysis, and the jitter separation in high-speed serial signal is realized.
【學(xué)位授予單位】:北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:TN911.6
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本文編號:1784534
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