原创 全球第四代示波器述评之十四-高速串行设计的强大工具－Eye Doctor（4）

如下图13所示为某3阶FFE均衡器（3个tap）的系统简化示意图，输入信号为左上角的红色信号，淡紫色虚线标识的波形是理想的信号波形，由于信道使到达RX的信号恶化，均衡器的输入信号相比理想波形，其幅度较低、上升时间与下降时间较慢。第一、二、三级乘法器的系数分别为C1=-0.3、C2=1.4、C3=-0.5。第二级乘法器的增益为1.4，可以大大提升信号的幅度，其输出波形如下图13粉红色波形；第一级乘法器的系数C1=-0.3，产生一个负向的脉冲信号，用于补偿信号的上升沿；第三级乘法器的系数C3=-0.5，用于补偿信号的下降沿。三级乘法器的输出相加后的信号为图中的黑色波形，其幅度接近理想信号，上升、下降沿都比均衡器的输入信号更快。FFE的均衡器的响应很像一个高通滤波器。在这个3-tap的FFE均衡器中，第二个乘法器是用于补偿幅度的，由于前面还有一级乘法器，所以称为pre-cursor tap＝1的FFE均衡器。在使用力科FFE均衡器参数优化仿真时，需要输入tap的数量和pre-cursor tap的数值，分析软件会自动计算出每个tap的系数。

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DFE均衡器

Decision Feedback Equalization均衡器（简称DFE）即判决反馈均衡器，是一种广泛使用的非线性均衡器。在眼图医生的高级模式下可以设置DFE均衡器的参数，也可以自动优化出DFE均衡器的参数。如下图14所示为某3-tap的 DFE均衡器的示意图。 DFE均衡器中包括了延时电路、乘法器和加法器，和FFE均衡器有些相似。不过DFE的反馈回的信号是二进制信号，而FFE反馈的是模拟信号。在DFE均衡器仿真时，只需在眼图医生中输入tap的数值，分析软件会自动计算出每个tap的系数。

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DFE不会放大噪声与串扰，易于实现，在高速收发器芯片中非常流行。比如Altera和Xilinx的某些FPGA的收发器就集成了DFE和CTLE。

均衡器仿真的作用

对于5Gbps以上的串行链路，RX端通常使用了均衡器，如果用示波器在RX端测量，只能得到未均衡的信号，可能其眼图已闭合，无法从物理层的测试手段验证接收端的性能。使用均衡器仿真后，可以计算出均衡后的波形、眼图和抖动，能进一步验证真正的接收端的电气特性。

另外，对于高速收发器芯片厂商，使用力科的均衡器仿真，可以预估某信道最适合的均衡器以及相关参数。大大加快了芯片的设计与验证速度。

的眼图，可见眼图已闭合；在下方的

眼图是接受端使用4-tap的DFE和5-tap的FFE后测量的眼图，可见通过RX端均衡后，眼高达到400mV，信号质量得到很大的改善。

眼图医生提供了高速串行链路的发送端、信道、接收端的全方位的仿真与分析能力，改变了传统的高速串行设计的研发与调试方式。配合力科30GHz带宽的实时示波器SDA830Zi，可以实现当前流行的10G信号的信道仿真、均衡仿真、以及全面的测量与分析。