导言
眼图的前史说长不长，大约在47年前，眼图就诞生了。传统的眼图丈量办法便是使用采样示波器。即便是专业的工程师，也很难完好地、精确地了解眼图的丈量原理。而其中大部分人又满足于各种权威组织提出的规范丈量导游，满足于sigtest软件，甚至于忘了眼图也是一种重要的调试东西。
在搜索引擎中搜到的关于眼图的材料，每一篇都表达得好像十分地专业，但却总感觉兴趣索然。
在实践数字互连体系中，想要彻底消除码间串扰是是不太可能的，而码间串扰对误码率的影响现在尚无法找到数学上便于处理的核算规则，也就无法进行精确核算。为了衡量基带传输体系的功用好坏，在试验室中，一般用示波器调查接纳信号波形的办法来剖析码间串扰和噪声对体系功用的影响，这便是眼图剖析法。
假如将输入波形输入示波器的Y轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元守时同步时，恰当调整相位，使波形的中心对准取样时刻，在示波器上显现的图形因为很像人的眼睛，所以被称作眼图（EyeMap）。
二进制信号传输时的眼图只要一只“眼睛”，当传输三元码时，会显现两只“眼睛”。眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图中心的笔直线标明最佳抽样时刻，坐落两峰值中心的水平线是判定门限电平。
在无码间串扰和噪声的抱负情况下，波形无失真，每个码元将堆叠在一同，终究在示波器上看到的是迹线又细又明晰的“眼睛”，“眼”敞开得最大。当有码间串扰时，波形失真，码元不彻底重合，眼图的迹线就会不明晰，引起“眼”部分闭合。若再加上噪声的影响，则使眼图的线条变得含糊，“眼”敞开得小了，因而，“眼”打开的巨细标明了失真的程度，反映了码间串扰的强弱。由此可知，眼图能直观地标明码间串扰和噪声的影响，可点评一个基带传输体系功用的好坏。别的也能够用此图形对接纳滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改进体系的传输功用。
一般眼图能够用下图所示的图形来描绘，由此图能够看出：
（1）眼图打开的宽度决议了接纳波形能够不受串扰影响而抽样再生的时刻距离。显着，最佳抽样时刻应选在眼睛打开最大的时刻。
（2）眼图斜边的斜率，标明体系对守时颤动（或差错）的灵敏度，斜率越大，体系对守时颤动越灵敏。
图1眼图
（3）眼图左（右）角暗影部分的水平宽度标明信号零点的改变规模，称为零点失真量，在许多接纳设备中，守时信息是由信号零点方位来提取的，关于这种设备零点失真量很重要。
（4）在抽样时刻，暗影区的笔直宽度标明最大信号失真量。
（5）在抽样时刻上、下两暗影区距离的一半是最小噪声容限，噪声瞬时值超越它就有可能发生过错判定。
（6）横轴对应判定门限电平。
下面就针对“眼图”这个论题和咱们一同讨论下。
1 串行数据
串行信号品种繁复，在图2所示的有PCIExpress,RapidIO,DVI,S-ATA,USB,SDH,XAUI，等，其实现在的盛行总线还远不止这些。每年都出来一些新盛行的串行总线。每些总线差不多都有一个权威组织来界说该总线的信号规范和测验规范，这些组织成员多是由来自于不同公司的专家兼职担任。当然，关于PC的串行总线差不多由Intel来领导。图3所示某依据IntelChipset的笔记本电脑的结构图中的各种总线，除了DDR和FSB是并行数据之外，其它都是串行数据了。这些权威组织除了界说规范，当然也会有一些利益博弈。所以有新的利益集团（这是一个中性的词）策划推行的时分就可能有新的总线规范出台，这就象3G有三种规范相同。
图2 串行数据的全体特色
信号速率不断加倍再加倍，2004年我刚到力科的时分，干流的串行信号速率在PC职业是2.5Gb/s，在通讯职业是3.125Gb/s，现在，PC职业已Double到5Gb/s，通讯职业已Double到6.25Gb/s，并且PC职业的8Gb/s，通讯职业的12.5Gb/s好像已指日可下。速率越来越高，并行数据必定要让坐落串行数据。串行数据传输的典型结构框图如图3所示，纵然千变万化，都是“两根差分线”。
图3 某笔记本电脑架构示意图
比较于并行数据，串行数据的长处是：
a信号线的数量削减
b 消除了并行数据之间传输的推迟问题
c 因为时钟是嵌入到数据中的，数据和时钟之间的传输推迟也相同消除了
d 传输线的PCB规划也更简单些
e 信号完好性测验也更简单
图4 串行信号实例
串行数据的测验点包含了芯片的发送端和接纳端等不同节点。描绘串行数据的常用单位是波特率和UI，比如3.125Gb/s标明为每秒传送的数据比特位是3.125G比特（byte），对应的一个单位距离（1UI）标明为一个比特位的宽度是波特率的倒数，1UI=1/（3.125Gb/s）=320ps。现在比较常见的串行信号码形是NRZ码。正电平标明”1”，负电平标明“0”。图三所示是示波器捕获到的一组串行信号，虚线之间的时刻距离代表了一个UI，图中对应的码型是101100101010001。
2 眼图的基本概念
眼图是指使用试验的办法估量和改进（经过调整）传输体系功用时在示波器上调查到的一种图形。调查眼图的办法是：用一个示波器跨接在接纳滤波器的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接纳码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形像人的眼睛，故称 为 “眼图”。从“眼图”上可 以调查出码间串扰和噪声的影响，然后估量体系好坏程度。别的也能够用此图形对接纳滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改进体系的传输功用。
眼图是用余辉办法累积叠加显现收集到的串行信号的比特位的成果，叠加后的图形形状看起来和眼睛很像，故名眼图。眼图上一般显现的是1.25UI的时刻窗口。眼睛的形状各式各样，眼图的形状也各式各样。经过眼图的形状特色能够快速地判别信号的质量。图6的眼图有“双眼皮”，可判别出信号可能有串扰或预（去）加剧。图7的眼图“眼睛里布满血丝”，这标明信号质量太差，可能是测验办法有过错，也可能是PCB布线有显着过错。图8的眼图十分美丽，这可能是用采样示波器丈量的眼图。
图5 眼图界说
图6 “双眼皮”眼图
因为眼图是用一张图形就完好地表征了串行信号的比特位信息，所以成为了衡量信号质量的最重要东西，眼图丈量有时侯就叫“信号质量测验”。此外，眼图丈量的成果是合格仍是不合格，其判别依据一般是相关于模板而言的。模板规则了串行信号“1”电平的容限，“0”电平的容限，上升时刻、下降时刻的容限。所以眼图丈量有时侯又被称为“模板测验（MaskTest）”。模板的形状也各式各样，一般的NRZ信号的模板如图5和图8蓝色部分所示。在串行数据传输的不同节点，眼图的模板是不相同的，所以在挑选模板时要注意详细的子模板类型。假如用发送端的模板来作为接纳端眼图模板，可能会一向碰模板。但象以太网信号、E1/T1的信号，不是NRZ码形，其模板比较特别。当有比特位碰到模板时，咱们就以为信号质量欠好，需求调试电路。有的产品要求100%不能碰模板，有的产品是答应碰模板的次数在必定的概率以内。（风趣的是，眼图85%经过模板的产品，功用测验往往是没有问题的）示波器中有丈量参数可主动核算出碰到模板的次数。此外，依据“侵略”模板的方位就能知道信号的哪方面有问题然后辅导调试。如图九标明信号的问题主要是下降沿太缓，图10标明1电平缓0电平有“陷落”，可能是ISI问题导致的。
图7 “眼睛布满血丝”的眼图
图8 最美丽的“眼睛”
图9 下降沿碰到模板的眼图
图10 “1”电平缓“0”电平有“陷落”的模板
和眼图相关的眼图参数有许多，如眼高、眼宽、眼起伏、眼穿插比、“1”电平，“0”电平，消光比，Q因子，平均功率等。图11标明起伏相关的丈量参数的界说。“1”电平缓”0”电平标明选取眼图中心的20%UI部分向笔直轴投影做直方图，直方图的中心值分别为“1”电平缓“0”电平。眼起伏标明“1”电平减去“0”电平。上下直方图的3sigm之差标明眼高。图12、13、14、15标明了其它一些眼图参数的界说，一望而知，在此不再逐个描绘。不过，有经历的工程师知道，在眼图形象很糟糕的时分，眼图参数测验的成果显得很不精确。这时分，主张用力科的自界说眼高丈量办法来丈量，如图16所示。
图11 眼图参数界说
图12 眼图参数界说
图13 眼图参数界说
图14 眼图参数界说
图15 眼图参数界说
图16 自界说眼高丈量办法
