PRBS界说
二进制序列指的是,a0, ….. , aN-1的N bit的序列,其间 aj∈{0,1},j=0, 1, …, N-1。
一个二进制序列中,包含m=∑aj个1, 以及N-M个0。
假如一个二进制序列的自相关函数
只要两个值
且
那么,将这个二进制序列称为伪随机二进制序列pseudo-random binary sequence (PRBS)。c称作PRBS的占空比(duty cycle),这个和时序信号里的占空比的界说类似。
PRBS被称为“伪随机”的,是因为实际上它是确认的。它看上去是随机的原因是,aj的值和序列中其它码值无关,和实在的随机序列类似。
假如每Nbit就重复一下的话,伪随机码PRBS码能够扩展到无量位码长。相对而言,大部分随机码流的码长本质上是无量长的(不重复),比方放射性信号的衰减或许白噪声。N 位最大码长的伪随机码,一般都是由线性反应移位寄存器发生的。伪随机码的占空比一般都是1/2,而且,一个k位长度的寄存器,发生的伪随机码的码长为N=2K-1。伪随机码被广泛应用在无线/有线通讯,密码学,仿真,光谱分析法等。
PRBS的生成办法
PRBS信号是由PRBS码形发生器生成的。PRBS发生器一般是由线性反应移位寄存器(linear feedback shift registers,LFSR)和异或电路组成。如下图1是PRBS7的码形发生器,其初始值是0000001,来源多项式是X6+X7+1。行将寄存器的第6位和第7位做异或运算后,输入到寄存器的第1位,寄存器的第7位一起也是PRBS7发生器的输出。
在图一中能够看到,PRBS7最长是127bit(27-1), 理论上来说,7bit的2进制码,总共会有27个不同组合,可是,假如码流悉数为‘0’的时分,通过异或运算,输入到寄存器第一位的值仍是0, 这样移位寄存器将会一向输出为零,移位寄存器被死锁。所以PRBS码流不能悉数为零。别的,PRBS7 码流中最长的接连‘1’个数为7个,最长的接连‘0’个数为6个。127bit的接连码流中,总共有64个‘1’,63个‘0’。
同理,PRBSn的码长为2n-1 bits,其间包含2n-1个‘1’,2n-1-1个‘0’。
一些常用的PRBS码的来源多项式如下:
PRBS7 =X6+X7+1
PRBS9 = X9+X5+1
PRBS11 = X11+X9+1
PRBS15 =X15+X14+1
PRBS20 = X20+X3+1
PRBS23 =X23+X18+1
PRBS31 =X31+X28+1
PRBS效果
串行总线的物理层测验一般分为发射机测验和接纳机测验,又称为TX测验和RX测验。发射机测验一般包含眼图、颤动、信号波形、起伏、上升下降时间等测验项目,接纳机测验一般包含误码率、颤动容限、接纳机灵敏度等测验项目。关于眼图测验、误码率和颤动容限测验,最常用的测验码是PRBS,主要有PRBS7、PRBS15、PRBS23和PRBS31。
PRBS7是现在10Gbps以下的串行总线中最常用的测验码型,在ITU-TV.29规范中规则。PRBS7归于短伪随机码型,与8b10b NRZ编码的数据流很类似,所以,在PCIe、SATA、XAUI、1000BASE-LX、FC、SAS等选用8b10b编码的串行总线中,PRBS7是最常用的测验码型,支撑这些总线的芯片一般都能够输出PRBS7测验码型,用于眼图、颤动或误码率丈量。
PRBS7的码流中最长的连1为7个,最长的连0为6个;而8b10b编码中最长的连1为5,最长的连0也是5;因而,比较8b10b编码,PRBS7能够发生的较低频率的码型。运用PRBS7作为驱动源,在同一信道(比方背板上20inch长走线)上传输到接纳端后得到眼图和颤动,都比8b10b编码的作为驱动源时的成果稍差些。这样,PRBS7作为8b10b编码的串行总线的测验码型,留出了必定的规划余量。
10GBASE-KR规范里特别标示了引荐的测验码形为PRBS11。