高速系统设计——抖动、噪声与信号完整性

分類: 图书,工业技术,电子 通信,通信,数据通信,
作者: (美)李鹏(Li,M.P.)著,李玉山等译
出 版 社: 电子工业出版社
出版时间: 2009-7-1字数:版次: 1页数: 228印刷时间:开本: 16开印次:纸张:I S B N : 9787121089060包装: 平装编辑推荐
通信中的数据速率在不断升高,工程师们遭遇到愈加复杂的JNB及SI难题。本书提供了快速、有效而可靠的解决这些难题的有力工具。
JNB和SI已经成为当今高速数字设计中的最大挑战。本书作者是PCI Express抖动标准化委员会的共同主席,也是本领域权威的专家之一。本书给出了最新的系统性的全面指南,用于克服这些挑战。书中着重介绍了最新的抖动、噪声、误码和信号完整性问题的解决方案,内容涉及理论、分析、方法和应用。
本书的主要内容包括:
JNB分量的分类、相互关系、测量依据和传递函数
JNB及各分量定量解析和建模中的统计及信号处理理论
抖动、噪声和BER:物理/数学基础及统计信号处理的观点
统计分布域、时域和频域的抖动分离技术
相位、周期性及周期间抖动及其关键相互关系
时钟产生及时钟恢复中的PLL抖动
高速链路系统中的抖动、噪声及Sl机理
抖动、噪声及SI的定量建模与分析
链路和系统的测试需求与技术
高速JNB及SI的发展趋势
内容简介
本书着重介绍了最新的抖动、噪声、误码(JNB)和信号完整性(SI)问题
的解决方案,内容涉及理论、分析、方法和应用。本书讨论了链路部件和
整个系统中的JNB及SI难题;论述了与JNB及SI有关的术语、定义、基
本概念和产生根源;给出了最新的理论、分析、方法和实际对象,引导读
者从最基本的数学、统计学、电路与系统模型出发直到最终应用。本书的
重点在于研究时钟及串行数据通信中的应用问题,涵盖JNB及SI的仿真、建模、诊断、调试及一致性测试等。
作者简介
李鹏,博士(Dr.Mike Peng Li)曾是Wavecrest公司的技术总监,现为Altera公司的首席架构师/杰出工程师。李博士是抖动分离算法方面一位有声望的开拓者和抖动、噪声与信号完整性的标准制定的主要贡献者。他是PCI ExpreSs抖动标准化委员会的共同主席,是IEEE和IEC赞助的学术会议的技术委员会委员,包括国际测试会议(ITC)以及设计会议(DesignCon)。在涉及抖动、噪声和信号完整性相关的设计和测试领域,李博士经常出席会议做报告。
目录
第1章 绪论
1.1 抖动、噪声和通信系统基础
1.1.1 什么是抖动、噪声和信号完整性
1.1.2 抖动和噪声如何影响通信系统的性能
1.1.2.1 误码机理
1.1.2.2 误码率
1.2 时序抖动、幅度噪声和信号完整性的根源
1.2.1 固有噪声和抖动
1.2.1.1 热噪声
1.2.1.2 散弹噪声
1.2.1.3 闪烁噪声
1.2.2 噪声转化为时序抖动
1.2.3 非固有噪声和抖动
1.2.3.1 周期性噪声和抖动
1.2.3.2 占空失真(DCD)
1.2.3.3 符号间干扰(ISI)
1.2.3.4 串扰
1.3 抖动、噪声的统计信号描述
1.3.1 峰-峰值和均方根RMS描述
1.3.2 抖动或噪声的概率密度函数及分量描述
1.4 抖动、噪声和BER的系统描述
1.4.1 参考基准选取的重要性
1.4.2 串行数据通信中的抖动传递函数
1.5 抖动、噪声、BER和信号完整性研究述评
1.6 全书概要
第2章 抖动、噪声及信号完整性的统计信号与线性理论A部分: 概率,统计量和随机信号
2.1 随机变量及其概率分布
2.1.1 随机变量和概率
2.1.1.1 基本定义
2.1.1.2 联合概率
2.1.1.3 条件概率
2.1.1.4 统计独立性
2.1.2 概率分布函数
2.1.2.1 概率密度函数(PDF)
2.1.2.2 累积分布函数(CDF)
2.1.2.3 PDF和CDF之间的关系
2.1.2.4 多个相关变量的PDF
2.1.2.5 多维随机变量的PDF和CDF
2.1.2.6 独立变量的PDF和CDF
2.1.2.7 两个随机变量之和的PDF
2.2 统计估计
2.2.1 数学期望或均值
2.2.2 方差
2.2.3 矩
2.2.3.1 二阶中心矩与方差
2.2.3.2 三阶中心矩及偏度
2.2.3.3 四阶中心矩及峰度
2.2.4 切比雪夫不等式
2.2.5 相关性
2.3 采样与估计
2.3.1 采样估计与收敛
2.3.1.1 均值、均方差和峰-峰值估计
2.3.1.2 大数定理
2.3.1.3 估计量的收敛性
2.3.2 中心极限定理
2.4 随机过程与谱分析
2.4.1 随机过程的PDF和CDF
2.4.2 随机过程的统计估计量
2.4.3 几种随机过程形式
2.4.3.1 广义平稳随机过程(WSS)
2.4.3.2 狭义平稳随机过程
2.4.3.3 各态历经随机过程
2.4.3.4 不同随机过程之间的关系
2.4.4 信号功率和功率谱密度(PSD)
2.4.4.1 PSD的定义
2.4.4.2 PSD和维纳-辛钦定理B部分:线性系统理论
2.5 线性时不变系统
2.5.1 时域分析
2.5.2 频域分析
2.5.3 LTI系统的性质
2.5.3.1 交换律
2.5.3.2 分配律
2.5.3.3 结合律
2.5.3.4 级联性
2.6 LTI系统的统计估计量
2.6.1 均值
2.6.2 自相关函数
2.6.3 均方值
2.7 LTI系统的功率谱密度
2.7.1 输出的功率谱密度
2.7.2 输出自相关函数
2.8 小结
参考文献
第3章 抖动及噪声的根源、机理与数学模型
……
第4章 抖动、噪声、误码率及相互关系
第5章 统计域抖动及噪声的分离与分析
第6章 时域、频域抖动及噪声分离与分析
第7章 时钟抖动
第8章 锁相环抖动及传递函数分析
第9章 高速链路抖动及信号完整性机理
第10章 高速链路抖动及信令完整性的建模与分析
第11章 高速链路抖动及信令完整性的测试与分析
第12章 总结与展望
索引
书摘插图
第7章 时钟抖动
本章首先介绍数据抖动和时钟抖动的定义,以及它们在同步计算机系统和异步通信系统中的重要性。然后,针对不同类型的抖动定义进行讨论,比如相位抖动、周期抖动和周期间抖动,并用均匀的时钟信号波形特性分析它们的相互关系。最后,本章涉及到时钟抖动与相位噪声之问的关系,以及相位抖动和相位噪声之间的相互转换。
7.1 时钟抖动
时钟被广泛地应用于现代电子技术中,包括计算机、通信和消费类电子产品。在计算机系统中,时钟为系统提供时序或者同步;在通信系统中,时钟通常用来指定数据何时发生切换或者各种位状态何时发送与接收。在同步系统中,中央全局时钟被分配到各子系统。在通信系统特别是异步通信系统中,时钟可以经恢复或传送获取。显然,时钟本身的时序精确度降低会严重影响整体系统的性能。本章的重点就是分析降低时钟性能的最主要因素:时钟抖动。
我们将从时钟抖动的定义人手,定量地讨论它对同步及异步系统的影响。
……