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Pre-emphasis Parameter Optimization for High Speed Channels

已有 1307 次阅读| 2015-1-20 18:43 |个人分类:信号完整性

Pre-emphasis Parameter Optimization for High Speed Channels using De-convolution Approach

 

Jifeng Mao, Umesh Chandra

Dell Force10

350 Holger Way, San Jose, CA

jifeng_mao, chandra_umesh@dell.com

一般均衡都是自适应,所以本文重点放在预加重参数如何优化上。IEEE 802.3ap Clause 73定义了一个TX RX之间的协商机制,理论上, 预加重参数也可以自动调整。 尽管如此, 根据作者的经验,自协商很难完成, TX RX均衡之间很难做到均衡分配,换句话说, RX均衡可能负载过重, TX 端却过于轻松。商用软件通过统计仿真和时域仿真来解决问题。但SI 工程师也因此丧失了对系统的深入了解,变得过于依赖仿真软件。

本文提出另外一种预加重参数优化方式,不需要进行AMI 模型仿真。

简单描述就是四步:

1.    从发送器件的手册得到预加重对应的Rpps参数,使用MATLAB FFT得到每种预加重参数对应输出波形的频谱。

2.    归一化链路的S参数。

3.    使用维纳反卷积得到最想要的时域信号或FFT后的频谱。

4.    对比13 找到最佳预加重参数。

 

 

RLGC 是用来描述传输线的四个主要参数,G 用来描述绝缘体损耗, 和损失正切角/耗散因子相关,R包含导体损耗和趋肤效应损耗。 RG都是频率相关的。

 针对预加重后 的输出波形, 定义参数Rpps=X/YX可以理解为预加重产生的过冲幅度, Y 为剩下的 波形摆幅。

对测试得到的4端口S参数建议重归一化到100欧姆差分阻抗和25欧姆共模阻抗。文中解释了原因,不重归一化的S21会缺少很多ripple的信息。

时域卷积就是频域相乘,最好的 预加重输出应该是可以从通道脉冲响应推导得到。

问题是通道的传输函数高频部分值可能很小,比如-70dB 或者0.0003,反傅里叶 变换到时域后很容易被噪声淹没。相应的 解决办法是维纳反卷积方法,其原理是用维纳滤波器来解决反卷积固有的噪声问题,改进对G的估计。这个方法在频域实现。

测试案例使用DELL的一款高速交换机 10.3Gbps,使用20G 网络分析仪和探针台测试,SOLT 校准。成功得到最佳预加重参数。

 

 


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