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使用FIR滤波器的任意传输线的直接图解优化 摘要：一种新的设计方法，使用有限脉冲响应（FIR）滤波器作为发射器预加重直接优化眼图，来抵消在高速数据传输的码间产生的干扰（ISI）。首先，本文提出了一个快速眼图分析，其中涉及到的传输线系统的阶跃响应。我们发现，不仅是频率的失真，阻抗不匹配引起的多次反射也对ISI起到很大作用。一个系统的方法被提出来有效地设计FIR滤波器用以改善眼图。最佳利用系数和利用数字由以眼图波罩 导言 随着现代的互补金属氧化物半导体技术已经朝着更高的数据速率移动，多样Gb / s的数据传输速率的系统间干扰（ISI）已成为更重要的障碍[1]。系统的带宽对ISI高度敏感，这主要是由介电损耗，趋肤效应，互连阻抗不匹配造成的。因此，许多数字系统的性能主要是由芯片，封装和电路板，而不是在发射器的有源电路（TXS）和接收器（RXS）的运行速度之间的互连带宽限制的 [2]。 均衡是一种常见的补救方法，以补偿信号失真，从而导致带宽限制系统。均衡器可以通过加强输入信号的高频分量应用在TX中 [3][4]。由于稳定，线性相位和可调节的好处，有限脉冲响应滤波器（FIR）如图1所示，其经常用于TX预加重电路[5]。FIR滤波器的设计通常涉及利用数字（N）和各自的一套利用系数（BK）[6]。最小均方（LMS）算法[7]和迫零（ZFS）解决算法[8]是两个流行的推导出利用系数的技术。然而，LMS算法是一个自适应算法，这可能会增加TX电路的复杂性和ZFS均衡器可能放大通道内某些频率的小幅度响应的噪声。 传统上， FIR滤波器的目标频率响应近似逆通道的频率响应，这样合并后的响应有一个平坦的幅度和线性相位。因此利用系数可以被[9][10]在曲线拟合技术的帮助下确定。有时候，多个反射发生通道的频率响应可能是零。在现实中，即使是信道响应也被带宽限制，脉冲响应滤波器的需要可能是无限长的，那就是，过滤器应该是一个发射无限脉冲响应滤波器，为目标响应产生一个良好的复制品。因此，基于上述想法的设计可能在某些应用程序无法正常工作，容易导致重复设计。 眼图已被视为判断FIR滤波器的均衡效率的重要系统性能的措施。然而，在FIR滤波器的优化设计和相关的眼图性能之间仍然缺乏一个直接的关联。因此，将有很大的优势设计出最佳的性能指标，如视角高度和抖动容限，以确保没有倒塌的眼图。 另一方面，眼图模拟需要大量的伪随机位序列（PRBS）作为输入源。产生的最坏情况下的眼图结果是一个非常耗时的过程。最近，统计技术，如StatEye，已发展到预测接收信号的分布和估计眼图的轮廓[11]。基于系统的脉冲响应[12]的峰值失真分析被用来快速预测最坏情况下的位模式。另一个快速眼图分析，通过系统的阶跃响应，提出了频率相关损耗造成的眼图终止估计[13]和严重的多重反射[14][15]。在快速眼图分析的帮助下，用来描述的眼图，眼开，定时抖动的两个关键指标可以有效地估计。此外，整个系统的响应的预加重影响可以很容易地被分析。 延申[16]所示的想法，本文提供了一个更全面的调查，并提出了一种系统并且灵活的设计过程。它被组织如下。在第二部分中，简要介绍了快速眼图分析和，通过任意阶跃响应进行眼闭估计，例如，严重的多重反射。因此，优化程序在第部分节提出来确定FIR滤波器的利用系数。在第四节中，该方法的有效性被过载线路以及有损线的设计实例证明。模拟和测量结果之间的比较验证设计理念如第部分节，第六部分的简要的结论所示。 二。快速眼图分析 在实践中，眼图得到痛过发起的PRBS互连系统。它的特点，眼图的高度和宽度，有最坏情况下的响应确定，也就是说，在1状态输出的最低电压和最高电压输出0状态。快速眼图分析的关键是要确定的比特流模式，这将导致两个糟糕的情况。然后，眼图的高度和宽度可以从互连系统的阶跃响应得到。 考虑发射到一个线性时不变（LTI）互连系统的斜坡步功能，。响应S（T）是现成的电路仿真或时域反射计（TDR）测量措施。它揭示了时间的行为，如往返时间，反映整体系统和饱和电压[13] - [15]。让S（T）的采样值在sn=0，,n≤0，[T是符号周期，也就是说，单位间隔（UI）]处有价值。 然后，当h0=0时，一个单脉冲响应可以得到采样的斜坡响应 。 （2）代入（3）结果 定义符号的变化 这将满足下列关系： DM∈{0，1，-1}，表示没有变化，象征从0到1的变化和从1到0; 两个相邻的非零DMS应该是相反的符号。 3. 在C0 = 1的情况下，第一非零DM的应该是-1;若C0 =0，第一非零DM的应该是1。 因此，输出电压的n（4）可以写成 应当指出，输出1状态，CN-1= 1和DMS的不同组合产生1状态的输出电压范围。另一方面，输出0状态获得CN-1= 0和DMS的可能组合。从（5）中明确得到： 为了方便快速眼