做信号链，你需要了解的高速信号知识（三）

高速总线升级迭代的矛盾在于，消费者对性能的需求驱动着信号速率成倍的增长，消费者对便捷性的需求使得传输线无法缩短，消费者对低成本的追求要求PCB板材和传输线不能太贵，这就导致ISI抖动变得越来越严重。均衡(Equalization)就是为了应对ISI抖动，而被广泛应用的黑科技。既然ISI抖动的根源，是传输链路对不同频率信号损耗的差异，均衡就是要想办法补偿掉这个差异，让不同频率信号的幅度都能保持均匀。

根据均衡技术所使用的位置，一般分为发送端均衡(Tx EQ)和接收端均衡(Rx EQ)。

发送端均衡一般采用前向均衡（FFE, Feed Forward Equalization) 技术，用一组移位寄存器配合乘法器和加法器，根据当前bit位r(n)受到前若干bits r(n-1) 、r(n-2) 、r(n-3)…的影响，来修正r(n)的电压值。典型的表达式是：

e(n)=r(n)*k1+r(n-1)*k2+…

这个表达式有N项，就称之为N阶FFE，代表当前bit的电平，受到自身及前(N-1) bits的影响。在高速串行中应用最广泛的“预加重/去加重“(Pre/De-emphasis)技术，就是一个二阶的FFE，它会根据当前bit和前1 bit的逻辑状态，来调整当前bit的电平。

我们来看一个Pre-emphasis的真实案例。当发送端的信号不做任何处理时，发送端眼图是很完美的；一旦信号经过长背板传输之后，严重的ISI抖动会导致眼图几乎闭合(例1)。当发送端增加3.5dB预加重时，会将频率较高的跳变沿信号(Transition Bits，指的是与前一bit逻辑状态不同的bit，如01码型中的1，或110码型中的0等) 的幅度增强3.5dB。这些预先的增强会部分抵消长背板的损耗，从而不同码型的电平在到达接收端时基本相等，ISI抖动就大幅降低了。接收端的眼图无论是眼高眼宽，还是抖动，都有非常明显的改善(例2)。