多數(shù)高帶寬、實(shí)時(shí)示波器配有軟件，以便為串行數(shù)據(jù)分析恢復(fù)嵌入式時(shí)鐘。不過(guò)，你究竟需要多大的內(nèi)存呢？

　　你進(jìn)行串行數(shù)據(jù)分析時(shí)所需的實(shí)時(shí)示波器內(nèi)存大小取決于你想完成的作業(yè)。檢查幾項(xiàng)常見(jiàn)的驗(yàn)證與故障排除任務(wù)有助于確定你需要多大內(nèi)存。
　　典型的時(shí)鐘恢復(fù)軟件包都含有一個(gè)選項(xiàng)，以便軟件仿真一個(gè)具有可變頻率響應(yīng)的鎖相環(huán)（ PLL）。當(dāng)你選擇該選項(xiàng)時(shí)，算法就要求若干個(gè)周期跟蹤時(shí)鐘。該鎖定范圍中的數(shù)據(jù)無(wú)法用于測(cè)量，你在規(guī)劃存儲(chǔ)要求時(shí)，必須考慮到這一點(diǎn)。所需的內(nèi)存大小取決于幾個(gè)因素－－主要是時(shí)鐘頻率和環(huán)路帶寬。
　　你可以從三項(xiàng)常見(jiàn)作業(yè)的角度評(píng)估內(nèi)存問(wèn)題，這三項(xiàng)作業(yè)是：檢查低頻抖動(dòng)事件（即偶然發(fā)生的抖動(dòng)或噪聲事件）、檢查 PRBS（偽隨機(jī)二進(jìn)制序列）中的所有比特序列組合，以及實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)足某個(gè)給定誤碼率所要求的置信度。
　　低頻或偶然抖動(dòng)
　　如果你想測(cè)量來(lái)自低頻調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號(hào)的抖動(dòng)，那么你就已經(jīng)確定了對(duì)存儲(chǔ)深度的需求。例如，假如你用一個(gè)具有 20G 采樣/秒(S/s)的采樣率和 1M采 樣內(nèi)存的示波器捕獲一個(gè) 2.5Gbps 信號(hào)，那么你就能捕捉到50 微秒實(shí)耗時(shí)間，從而你能看到一個(gè)頻率為 20kHz的抖動(dòng)周期。
　　測(cè)量低頻抖動(dòng)通常并不是串行數(shù)據(jù)分析的一項(xiàng)要求，因?yàn)榇蠖鄶?shù)串行數(shù)據(jù)接收器中的時(shí)鐘恢復(fù) PLL 都能有效地抑制在適度低頻率的抖動(dòng)。不過(guò)，一個(gè)以低重復(fù)率發(fā)生的事件有時(shí)會(huì)導(dǎo)致突發(fā)抖動(dòng)或噪聲，而這類(lèi)抖動(dòng)或噪聲包含較高的頻率，PLL 無(wú)法加以抑制。因此，你需要對(duì)此類(lèi)事件做規(guī)劃。圖 1 示出了這類(lèi)信號(hào)串?dāng)_的一個(gè)實(shí)例。黃色跡線(xiàn)是串行數(shù)據(jù)信號(hào)。綠色跡線(xiàn)是來(lái)自系統(tǒng)其它地方的不相關(guān)侵?jǐn)_信號(hào)，它導(dǎo)致數(shù)據(jù)信號(hào)的短期突發(fā)抖動(dòng)。紫色跡線(xiàn)是抖動(dòng)趨勢(shì)信號(hào)，來(lái)源于串行數(shù)據(jù)信號(hào)。與“理想的”已恢復(fù)時(shí)鐘相比，該抖動(dòng)趨勢(shì)只是數(shù)據(jù)流中每一個(gè)邊緣的定時(shí)的一條時(shí)間曲線(xiàn)。你可以看到突發(fā)定時(shí)錯(cuò)誤是與綠色侵?jǐn)_信號(hào)的每次躍變一致的。

圖1，某一個(gè)信號(hào)（綠色）的耦合會(huì)導(dǎo)致另一個(gè)信號(hào)（黃色）的抖動(dòng)。紫色跡線(xiàn)是由串行數(shù)據(jù)信號(hào)導(dǎo)出的抖動(dòng)趨勢(shì)信號(hào)。


　　如果信號(hào)的數(shù)據(jù)速率合適，你就能夠利用一個(gè)較低的采樣率來(lái)延長(zhǎng)在每個(gè)觸發(fā)脈沖上被捕獲的時(shí)間。例如，在數(shù)據(jù)速率為1Gbps時(shí)，你能夠充分地捕獲采樣率為10Gbps的信號(hào)的所有頻率成分。在這種情況下，存儲(chǔ)量為1M采 樣的可以捕獲 100 微秒寬的數(shù)據(jù)，從而你就能看到頻率為 10 kHz的一個(gè)完整抖動(dòng)周期。




　　表 1 列出了采樣率為 20G S/s的示波器能夠捕獲的最低抖動(dòng)頻率，即突發(fā)脈沖發(fā)生率，是存儲(chǔ)深度的函數(shù)。要注意的是，即使是目前市場(chǎng)上存儲(chǔ)深度最深的示波器，在以 20G S/s的采樣率采樣時(shí)，也捕獲不到低達(dá) 60Hz 甚或 120Hz 的抖動(dòng)頻率。如果你懷疑電源中有什么部件正在電源線(xiàn)交叉處發(fā)出突發(fā)抖動(dòng)或噪聲，則一種有用的故障排除技術(shù)就是在電源線(xiàn)上進(jìn)行觸發(fā)，然后查看在抖動(dòng)趨勢(shì)波形上是否有穩(wěn)定的突發(fā)脈沖。
　　多數(shù)開(kāi)關(guān)式電源的工作頻率高于 20kHz，因此采樣率為 20G S/s的示波器中的 1M 采樣內(nèi)存通常足以捕獲到與開(kāi)關(guān)式電源相關(guān)的問(wèn)題。
　　檢查 PRBS 中的所有組合
　　在測(cè)試系統(tǒng)中使用 PRBS 作為激勵(lì)信號(hào)有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是它包含了所有可能的 由很多1 和 0 組成的序列，僅受限于 PRBS 的長(zhǎng)度。一個(gè) 2N-1 PRBS 序列包含一個(gè)由 N-1 個(gè) 0及其后面 N 個(gè)1組成的序列以及由　　你應(yīng)該使用的 PRBS 模式的長(zhǎng)度取決于你正在設(shè)計(jì)的串行總線(xiàn)。你選擇的PRBS中由連續(xù)的0或1組成的最長(zhǎng)連序列應(yīng)該與你正在設(shè)計(jì)的串行總線(xiàn)中由連續(xù)的 0 或 1 組成的最長(zhǎng)連序列匹配。例如，如果你的總線(xiàn)使用 8b/10b 編碼，那你只需要使用一個(gè) 25-1 PRBS 來(lái)測(cè)試。
　　為了查看所有組合的影響，你應(yīng)該捕獲整個(gè) PRBS。如果你分析的一次采集比整個(gè) PRBS 短，那你就會(huì)捕獲不到某些組合。只要重復(fù)運(yùn)行，你仍然會(huì)有很好的機(jī)會(huì)在不確定的時(shí)間之后看到序列的所有部分，這是因?yàn)槭静ㄆ鲗⒑芸赡茉?PRBS 內(nèi)的各個(gè)點(diǎn)隨機(jī)反復(fù)觸發(fā)。不過(guò)，在每個(gè)觸發(fā)脈沖或一個(gè)觸發(fā)脈沖上捕獲整個(gè) PRBS，都會(huì)使你 100% 放心。




　　表 2 列出了比特率為2.5Gbps和示波器采樣率為20G S/s時(shí)捕獲整個(gè) PRBS 序列所需的存儲(chǔ)量。對(duì)于其它組合，計(jì)算所需內(nèi)存的數(shù)學(xué)運(yùn)算都是很簡(jiǎn)單的。要注意的是，即使是目前市場(chǎng)上內(nèi)存最深的示波器，也無(wú)法在一次采集中捕獲一個(gè)完整的 232-1 PRBS 序列。27-1 序列和 211-1 序列是常見(jiàn)的模式，這兩種模式都很容易存入 256k采 樣內(nèi)存。216-1 序列可存入 1M采 樣內(nèi)存，還有剩余空間。如果是 表 2 未列出的序列，或者是其它采樣率和數(shù)據(jù)速率，那你可以利用捕獲的周期數(shù)量=[（存儲(chǔ)深度）＊（數(shù)據(jù)速率）]/（示波器采樣率），再按要求的誤碼率推算，就可很方便地計(jì)算出所需的內(nèi)存。
　　在你能確信自己的系統(tǒng)將滿(mǎn)足給定誤碼率之前，你需要多長(zhǎng)時(shí)間來(lái)讓示波器掩碼或抖動(dòng)測(cè)試運(yùn)行呢？從統(tǒng)計(jì)角度而言，你可以把這個(gè)問(wèn)題描述如下：在誤碼率比如 說(shuō)為10-12時(shí)，你可能在你檢查的最初幾個(gè)比特中看到大量錯(cuò)誤；另一方面，你也可能在 1016 或任意大數(shù)量的連續(xù)比特中看不到錯(cuò)誤。
　　你可能要等待很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)確定已測(cè)的誤碼率，但這可能沒(méi)有花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，尤其是當(dāng)你從來(lái)沒(méi)看到任何差錯(cuò)時(shí)。假定你沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何差錯(cuò)違背情況，那你就可以計(jì)算置信區(qū)間，以便根據(jù)較少的數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)給定誤碼率。例如，對(duì)于給定的 BER（誤碼率），表 3 說(shuō)明你必須觀察多少無(wú)錯(cuò)誤比特才能達(dá)到表中的置信度。