用于在更遠距離對日益增長(cháng)的海量數據進(jìn)行傳輸的一些標準不斷出現。來(lái)自各行業(yè)的工程師們組成了各種委員會(huì )和標準機構,根據其開(kāi)發(fā)標準的目標(數據吞吐量和通信距離)確定抖動(dòng)預算;同時(shí)還要考慮到組成通信鏈路的模塊的局限性。本文介紹時(shí)鐘抖動(dòng)對高速鏈路性能的影響。我們將重點(diǎn)介紹抖動(dòng)預算基礎。

圖1:通信鏈路—抖動(dòng)組件
圖 1顯示了集成有一個(gè)嵌入式時(shí)鐘的典型高速通信鏈路。每個(gè)子系統(時(shí)鐘、發(fā)送器、通道和接收機)都會(huì )對整體抖動(dòng)預算的增加產(chǎn)生影響。子系統抖動(dòng)包括一個(gè)決定性(DJ)組件和一個(gè)隨機組件(RJ),如圖1所示。為了實(shí)現可接受的通信效果,必須滿(mǎn)足下列條件:
方程式1
其中:TJSYS是總抖動(dòng),而1UI為1個(gè)單位時(shí)間間隔(1比特時(shí)間)
總抖動(dòng)(TJ)包括每個(gè)子系統決定性抖動(dòng)和隨機抖動(dòng)的和。由于隨機抖動(dòng)自身的屬性,進(jìn)行這種求和時(shí)需要特別注意。隨機抖動(dòng)呈現高斯(隨機)分布,并且無(wú)邊界。因此,隨機抖動(dòng)可表示為一個(gè)RMS值,并且在規定測量/整合帶寬范圍內對其進(jìn)行估算。例如,圖1所示接收機的抖動(dòng)測量帶寬便為f2 - f1(參見(jiàn)圖 2)。這是因為接收機鎖相環(huán)路(PLL)追蹤 f1 以下的抖動(dòng)(從而排斥它),而發(fā)射PLL的頻率上限為f2。從接收機的角度來(lái)看,使鏈路性能降低的隨機抖動(dòng)降至這些限制之間。

圖 2高速通信鏈路—隨機抖動(dòng)測量帶寬
由于隨機抖動(dòng)是隨機過(guò)程產(chǎn)生的結果,系統總隨機抖動(dòng)的計算需要進(jìn)行方和根 (RSS) 計算,如方程式2所示:
方程式2
決定性抖動(dòng)源和的計算很簡(jiǎn)單:
方程式3
最后,可對系統總抖動(dòng)進(jìn)行估算,由此可以實(shí)現鏈路預算;但是,還需要做更多的工作。這種計算涉及統計數學(xué)。需要用到一種被稱(chēng)之為 Q 因數的參數(參見(jiàn)表 1)。Q 因數的大小具體取決于誤碼率 (BER),同時(shí)還要根據鏈路性能/可靠性目標來(lái)選擇。由于隨機抖動(dòng)的無(wú)邊界屬性,(最終)會(huì )出現誤碼。例如,10-8 的 BER 意味著(zhù),每發(fā)送 100,000,000 比特便會(huì )有一個(gè)比特被錯誤解釋,F代的通信系統通常會(huì )要求一個(gè)達到或者超過(guò) 10-12 以上的 BER。
系統總抖動(dòng)(以及鏈路預算)可使用方程式 4 計算得到:
方程式4
例如,10-14的BER時(shí),總抖動(dòng)為:
方程式5
表1 Q因數和誤碼率

本文討論了構成總抖動(dòng)預算的一些參數。 |