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

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

因此，正確理解時(shí)鐘恢復(fù)特性至關(guān)重要。評(píng)估時(shí)鐘恢復(fù)的一項(xiàng)典型測(cè)試項(xiàng)目就是對(duì)連續(xù)0和1的容限測(cè)試。

在高速數(shù)字信號(hào)中，加擾方法可以和諸如PRBS碼型的信號(hào)一起使用，來(lái)確保固定的發(fā)送信號(hào)的DC偏移，以及保持發(fā)送碼型中0和1的比率，并避免過(guò)多的連續(xù)0或1。理解時(shí)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(duì)連續(xù)0和1的Rx容限測(cè)試。

對(duì)連續(xù)的0和1時(shí)鐘恢復(fù)容限的測(cè)試方法

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

但是，除了SDH之外，時(shí)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(píng)估。

誤碼儀生成的PRBS碼型是具有高度隨機(jī)性的測(cè)試碼型。圖案周期根據(jù)諸如PBBS 2 ^ 7-1，PBBS 2 ^ 31-1等PRBS類(lèi)型而變化，并且圖案周期中連續(xù)的1和0的長(zhǎng)度也隨圖案類(lèi)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(zhǎng)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(shí)，由于后一種碼型具有較長(zhǎng)的連續(xù)1和0，因此它可能會(huì)對(duì)時(shí)鐘恢復(fù)容限測(cè)試施加更大的壓力。

如果PRBS周期較長(zhǎng)，則由于連續(xù)的1和0的比特?cái)?shù)也變長(zhǎng)，所以可以施加更大的壓力?；诖怂枷?，還可以使用非常長(zhǎng)的PRBS碼型（例如PBBS2 ^ 58-1和PBBS 2 ^ 61-1）對(duì)連續(xù)1和0的容限進(jìn)行時(shí)鐘恢復(fù)測(cè)試。但是，進(jìn)行這些測(cè)試需要關(guān)注測(cè)試結(jié)果的可重復(fù)性。

例如，讓我們考慮使用100GbE速率對(duì)SERDES芯片中的時(shí)鐘恢復(fù)進(jìn)行評(píng)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(cè)試都將需要非常長(zhǎng)的時(shí)間。

具體的測(cè)試方案

在這里以安立的信號(hào)質(zhì)量分析儀MP1900A為例進(jìn)行測(cè)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(cè)試時(shí)鐘恢復(fù)對(duì)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(shí)具有與PRBS相同的基本碼型。但是，對(duì)于零替代，具有最長(zhǎng)連續(xù)0的部分的最后一個(gè)比特用0代替1，從而增加了連續(xù)0的長(zhǎng)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(zhǎng)度設(shè)置可用于更改碼型中連續(xù)0的長(zhǎng)度。

例如，下圖顯示了零替代長(zhǎng)度為2 ^ 7-1的零替代長(zhǎng)度設(shè)置為1比特時(shí)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(zhǎng)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(zhǎng)零替代長(zhǎng)度可以以1比特為步長(zhǎng)增加零替代碼型中連續(xù)0的長(zhǎng)度，讓在時(shí)鐘恢復(fù)容限測(cè)試中施加更大的壓力。下面顯示了當(dāng)“零替代長(zhǎng)度”設(shè)置為58比特時(shí)“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(zhǎng)度設(shè)置替代了58比特連續(xù)的0，總共提供6 + 58個(gè)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(lái)延長(zhǎng)零替代長(zhǎng)度。碼型長(zhǎng)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(gè)周期的長(zhǎng)度為0.3ms（（2²³-1比特）/ 25.78125Gbps），因此也可以對(duì)比當(dāng)使用PBBS 2 ^ 58-1和PBBS 2 ^ 61-1碼型進(jìn)行測(cè)試時(shí)實(shí)際使用的時(shí)間。此外，反轉(zhuǎn)圖案極性支持將時(shí)鐘恢復(fù) Rx容限測(cè)試為連續(xù)的1，而不是連續(xù)的0。