1、時鐘恢復

當前，高速數字傳輸通常需要在接收端進行時鐘恢復（恢復時鐘），而不是同時發送時鐘和數據信號。在這種類型的系統中，時鐘恢復是確保高質量傳輸的關鍵。

通常，時鐘恢復是使用PLL電路。在使用PLL電路的時鐘恢復設計中，PLL電路中各種各樣電容和電阻元件會導致時鐘恢復模塊的不穩定性。這種特性變化會在下行的電路上引起接收誤碼，可能導致更長恢復的時間，直到整個系統運行穩定為止。

因此，正確理解時鐘恢復特性至關重要。評估時鐘恢復的一項典型測試項目就是對連續0和1的容限測試。

在高速數字信號中，加擾方法可以和諸如PRBS碼型的信號一起使用，來確保固定的發送信號的DC偏移，以及保持發送碼型中0和1的比率，并避免過多的連續0或1。理解時鐘恢復能力的有效方法就是在很少出現連續0和1的環境中運行對連續0和1的Rx容限測試。

2、對連續的0和1時鐘恢復容限的測試方法

SDH傳輸標準通常使用ITU-TG.957定義的CID碼型來測試對連續0和1的時鐘恢復容限。除了具有SDH幀信息外，CID碼型還包括9個字節的連續1和9個字節的連續0。由于該碼型為9個字節，因此可以測試對72比特0和1的容限。

但是，除了SDH之外，時鐘恢復還使用在其他高速傳輸上，并且除了CID碼型外還可以使用其他方法進行評估。

誤碼儀生成的PRBS碼型是具有高度隨機性的測試碼型。圖案周期根據諸如PBBS 2 ^ 7-1，PBBS 2 ^ 31-1等PRBS類型而變化，并且圖案周期中連續的1和0的長度也隨圖案類型而變化。例如，PBBS 2 ^ 7-1碼型的周期為27-1（127）比特，并且在這127比特中，有7比特連續的1和6比特連續的0。PBBS 2 ^ 31-1碼型的周期長度為231-1（2147483647比特），其中31比特連續1和30比特連續0。在比較PBBS 2 ^ 7-1和PBBS 2 ^ 31-1碼型時，由于后一種碼型具有較長的連續1和0，因此它可能會對時鐘恢復容限測試施加更大的壓力。

如果PRBS周期較長，則由于連續的1和0的比特數也變長，所以可以施加更大的壓力。基于此思想，還可以使用非常長的PRBS碼型（例如PBBS2 ^ 58-1和PBBS 2 ^ 61-1）對連續1和0的容限進行時鐘恢復測試。但是，進行這些測試需要關注測試結果的可重復性。

例如，讓我們考慮使用100GbE速率對SERDES芯片中的時鐘恢復進行評估。在這種情況下，比特率25.78125Gbps，PBBS 2 ^ 58-1和PBBS 2 ^ 61-1碼型的周期如下表所示。

從上面可以明顯看出，使用這些碼型的任何測試都將需要非常長的時間。

3、具體的測試方案

在這里以安立的信號質量分析儀MP1900A為例進行測試方案的介紹。MP1900A具有零替代碼型（Zero Substitution）功能，其中PRBS碼型被更改可以用以測試時鐘恢復對連續0和1的容限。

MP1900A零替換碼型功能可以選擇與PBBS 2^ 7-1至2 ^ 23-1等效的任何碼型，同時具有與PRBS相同的基本碼型。但是，對于零替代，具有最長連續0的部分的最后一個比特用0代替1，從而增加了連續0的長度，這就是該方法與PRBS的不同之處。上圖中增加和減少零替代長度設置可用于更改碼型中連續0的長度。

例如，下圖顯示了零替代長度為2 ^ 7-1的零替代長度設置為1比特時的碼型。在PBBS 2 ^ 7-1碼型中，有7比特連續的1（在下圖中藍色突出顯示的左側），然后是6比特連續的0（在下圖中藍色突出顯示）。但是，在此示例中，將“零替換長度”設置為1比特，PBBS 2 ^ 7-1碼型的連續0的6比特增加了1比特（下圖中藍色突出顯示的黑色正方形）到7比特。

延長零替代長度可以以1比特為步長增加零替代碼型中連續0的長度，讓在時鐘恢復容限測試中施加更大的壓力。下面顯示了當“零替代長度”設置為58比特時“零替代”碼型的示例。27-1零替換與PBBS 2 ^ 7-1具有相同的原始6比特連續0，但是零替換長度設置替代了58比特連續的0，總共提供6 + 58個連續0（下圖藍色突出顯示）。

如果需要具有比PBBS 2 ^ 7-1更高的隨機性的碼型，則可以選擇223-1等于PBBS 2 ^ 23-1的零替代來延長零替代長度。碼型長度等效于PBBS 2 ^ 23-1，并且以前面所述的25.78125Gbps生成，但是由于一個周期的長度為0.3ms（（223-1比特）/ 25.78125Gbps），因此也可以對比當使用PBBS 2 ^ 58-1和PBBS 2 ^ 61-1碼型進行測試時實際使用的時間。此外，反轉圖案極性支持將時鐘恢復 Rx容限測試為連續的1，而不是連續的0。

4、總結

使用零替代（Zero Substitution）碼型功能，可以對時鐘恢復長0和長1的接收容限進行準確和快速的評估和驗證。