2013年第06期，第46卷总第258期
通信技术
Communications Technology
Vol.46, No.06, 2013 No.258, Tota1ly
高速串行通道的信号完整性问题分析
高晓宇，杨龙剑
（中国电子科技集团公司第三十研究所，四川成都610041）
【摘要】高速串行通道是高速串行信号从发送端到接收端所经过的整个互连路径，随着数据速率的
不断上升，高速事行通道的信号完整性问题变得越来越产重。通过分析造成高速事行通道信号完整性问题的主要成因，指出过快的上升时间是高速串行互连系统信号完整性问题的根源。对比分析损耗、反射、串扰对高速信号和低速信号的不同影响。给出高速串行通道信号完整性问题的新分析方法：眼图分析、抖动分析、码间干扰（ISI）分析。
【关键词】高速串行通道；信号完整性；上升时间
【中图分类号】TN91
【文献标识码】A
【文章编号】1002-0802（201306-0044-04
AnalysisonSignalIntegrityProbleminHigh-speedSerialChannel
GAo Xiao-yu,YANG Long-jian
(No. 30 Institute of CETC, Chengdu Sichuan 610041, China)
[Abstract] High-speed serial channel is the whole interconnect path for carring high-speed serial signal from transmitter to receiver. With the increase of data rate, the signal integrity
problem in highspeed serial channel becomes
even more serious. Based on analysis of the main
causes resulted in signal integrity problem of high-speed seial channel, this paper points out that the excessively fast risingtime is the root of signal integrity problem in highspeed serial interconnect system. The comparison and analysis on different impacts of loss, reflection and crosstalk on high-speed signal on low-speed signal are done, and various new analyses for high-speed serial channel signal integrity problem are also given in this paper, including eye diagram, jitter and ISI analyses.
【Key words] highspeed serial channel: signal Integrity: rising time
0引言
随着应用对于数据传输带宽和速率需求的不断增长，高速串行接口技术已替代传统并行接口技术成为高速数据传输的主流。PCIExpress、SATA、 HyperTransport、InfiniBand、HDMI等众多高速串行接口标准被制订出来，广泛应用于通信、计算机、网络、消费电子等众多领域。如在计算机中，PCI Express已替代PCI在系统总线的主流位置，而SATA 则替代PATA在磁盘互连接口的主流位置。并且高速串行接口的传输速率处于不断攀升之中。PCI 收稿日期：2013-04-25，
作者简介：高晓字（1978-），男，学士，工程师，主要研究
方向为网络与通信设备研发：杨龙剑（1978-），男，学士，工程师，主要研究方向为嵌入式系统相关技术研究。
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Express1.0在2002年推出1.0版规范时，速率为 2.5Gb/s。四年后，PCI Express2.0升至5.0 Gb/s。 2010年PCIExpress3.0发布，速率再跃升至8.0 Gb/s。数据信号的传输以如此高的速率运行，带来一系列信号完整性问题。这些问题在传统并行接口主导的时代因为信号速率较低而很少影响到数据的正确传输。而在高速串行接口互连设计中，理解互连通道的信号完整性问题并采取应对解决措施，将
是设计成败的关键。 1高速串行通道
“通道”是指信号从发送端到接收端所经过的整个互连路径。如图1所示，在一个背板互连系统，高速串行信号的传输将经过芯片封装、印制板走线