一种基于PLL的测试测量时钟恢复方案
嵌入式时钟方案
把时钟嵌入到数据中是保证在接收机准确恢复发射的数据流的一种常用方式。但一旦实现,就会产生一个问题,即系统以一种时钟速率运行,而输入的码流会以略微不同的速率运行。必须以某种方式重新为数据输入时钟,以便与接收端系统相匹配。
在某些结构中,特别是在SONET/SDH中,设计人员做的一项重要工作是使系统中的所有时钟尽可能地匹配,这是通过基于全球定位系统(GPS)来分配高度准确的系统时钟,或者基于铷(Rubidium)或类似标准来分配本地时钟而实现的。
其它结构则承受了时钟速率差异性更大的特点,以此来降低成本和复杂性。在任何情况下,系统最终都必须处理所有的不匹配,这一般要等到差异超过1个比特或1个帧,然后插入或删除比特或字符。通常,系统协议会插入多个字符,称为填充字,这些字符在接收机上会被舍弃掉。还有的时候,如果需要的话,协议会允许接收机插入自己的字符,而不会打乱数据的含义。
增加或删除这些字符可能会极大地影响测试。基于协议的测试设备通常被设置成处理插入的或删除的字符,同时仍能识别底层信息。但是,物理层测试设备有时更加受限,它要求码型完全符合没有变化的已知重复序列。多出或漏掉码会导致设备认为发生了错误。
在系统管理基线漂移时也会发生数据码型变化,即系统会经过AC耦合和一长串完全相同的位,导致平均信号电压漂移,直到发生误码。在这种情况下,协议方案对于每个有效字符通常有两个版本,并确定发送最能有效抗击任何基线漂移或运行不一致的版本。接收机上的协议智能完全能够识别哪种版本是正确,但这也违反了某些测试设备对码型不变的要求。
某些测试设备可以进行参数测量,而无需重复码型。这在检查物理层问题时非常有效,但不能处理协议错误。此外,还有可能会漏掉清除后作为正确码重传的接收机误码,尽管这些码是有问题的。
通过使用环回测试,发送到接收机的信号被环回,成为发射机的输出。但数据并不总是完全相同,因为时钟速率匹配错误会导致填充字变化,这可能会使测试设备混乱。在这些情况下,一种解决方案是创建一个测试环境,其中发射机时钟域和接收机时钟域完全一样,从而无需进行域速率匹配。许多使用仪器时钟恢复的方案可以用测试设备输出的准确速率创建一个时钟信号,然后再利用这个信号为环回测试生成一个测试信号。
随着时钟恢复在更多的系统和测试设置中日益普遍,必须考虑其对测量的影响。许多外部影响可能会打乱数据和时钟源之间的关系。通过了解这两者之间的关系,可以获得更实用、更准确的测量结果。
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