信号质量均衡和IBIS模型相关知识的讲解

04 码间干扰和均衡  

A、码间干扰  

互联通道上造成码间干扰主要由两个方面组成，分别是通道对信号的不同频率成分有不同的衰减，频率越高衰减越大；以及信号中不同频率成分传播速度也不相同，频率越高，传播速度越快。

由于不同频率衰减不同，导致信号边沿变缓，因此单个脉冲的宽度可能会超过正常的宽度，导致部分波形叠加在下一个脉冲上，改变下一个脉冲的幅度。

信号的不同频率成分传播速度不同，所以会导致各个频率成分的非相干叠加，造成波形的展宽和幅度变化。

因此需要使用均衡来达到补偿高频能量损失（或降低低频能量）。

B、均衡

均衡的原理是降低低频能量，或增加高频能量，使得接收端高频和低频接近，减小ISI。常用的均衡方式有FFE、CTLE、DFE。

FFE（前向均衡）：通过在输出端将每一个bit乘一个系数再组合起来，增加高频分量，用来抵消在通道中高频信号损失；

CTLE（连续时间线性均衡）：这种均衡方式类似一个高通滤波器，通过降低低频能量来减少ISI；

DFE（判决反馈均衡）：通过对信号进行判决从而补偿信号，解决信号展宽后形成的拖尾，重新将信号限制在一个UI内。

对于高速(>5Gbps)SerDes，由于信号的抖动(如ISI相关的确定性抖动)可能会超过或接近一个符号间隔(UI, Unit Interval)，单单使用线性均衡器不再适用。

线性均衡器对噪声和信号一起放大，并没有改善SNR或者说BER。对于高速SerDes，采用一种称作DFE (Decision Feedback Equalizer裁决反馈均衡器)的非线性均衡器。

DFE通过跟踪过去多个UI的数据(history bits)来预测当前bit的采样门限。DFE只对信号放大，不对噪声放大，可以有效改善SNR。

发送端均衡（预加重和去加重）通常采用CTLE或FFE实现，而接收端均衡可以用CTLE、FFE、DFE实现。

02 IBIS-AMI模型

随着串行信号的速度越来越高，传统的IBIS模型已经无法满足需求。因此在IBIS模型在5.0的基础上增加了AMI接口，用于高速串行信号的仿真。

IBIS-AMI模型为3个文件，其中IBIS模型依然描述Buffer特性。而AMI文件，主要存放算法数据。搭配IBIS模型，可以快速进行低误码率要求下的均衡计算等，大大提高计算效率。

审核编辑：刘清