PCIe中的信号补偿技术——De-emphasis
这一篇文章中，我们主要来聊一聊pcie中的信号补偿技术（signal compensation）——de-emphasis。需要注意的是，gen1&gen2与gen3的de-emphasis实现机制差别较大，而本文只介绍gen1&gen2相关内容。如需了解gen3的相关内容，可自行查阅gen3的pcie spec。
高速信号传输中有一个非常棘手的问题，就是当传输速率变得越来越高的同时，数据间隔单元（unit inerval，ui）也会变得越来越小。这导致前一个bit的数据会对后面bit的数据造成影响，如果不去除这些影响，将会导致误码率飙升，甚至通信无法继续。
数字通信中有一个基本的概念，叫做压摆率（slew rate），可以理解为1微秒或者1纳秒等时间里电压升高的幅度，单位可以为v/s，mv/ns，mv/ps和μv/ps等。这带来一个问题，如果压摆率过大，信号会过冲；如果压摆率过小，信号又达不到目标电压。然而实时动态地调解压摆率是很困难的，所以一般在固定的模式下，压摆率也相对固定（当然，在不同的电压范围肯定是有所区别的）。
此时，还存在另一个问题，由于压摆率的特性，如果系统中出现几个连续的1（或者0），而接下来的信号为0（或者1）时，信号的电压可能达不到要求，如下图所示。这种前面的信号会影响后面的现象，我们称之为isi（inter-symbol interference）。
注：虽然pcie采用了8b/10b编码，但是仍然会出现连续的5个0或者5个1（一些控制字符，如com）。
为了解决这个问题，pcie采用了一种叫做de-emphasis的技术，具体细节如下：
· 当前后电平极性变化时，不使用de-emphasis；
· 连续相同极性电平的第一个bit，不使用de-emphasis；
· 只有连续相同极性电平的第一个bit之后的bit，才使用de-emphasis；
· 对于2.5gt/s，de-emphasis将电压较少3.5db。对于5gt/s，则是6db；
· beacon信号也需要进行de-emphasis，但是规则稍有差别。
注：beacon信号在之前关于ltssm的文章中介绍过。
如下图所示：
一个de-emphasis的例子如下图所示：
采用de-emphasis之后的pcie设备接收端信号如下图所示：
差分的例子：
此外，对于gen2（5gt/s）的pcie设备来说，还可以使用reduced swing的方式来解决上诉问题，如下图所示，这里就不详细地介绍了。
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此时，还存在另一个问题，由于压摆率的特性，如果系统中出现几个连续的1（或者0），而接下来的信号为0（或者1）时，信号的电压可能达不到要求，如下图所示。这种前面的信号会影响后面的现象，我们称之为isi（inter-symbol interference）。
注：虽然pcie采用了8b/10b编码，但是仍然会出现连续的5个0或者5个1（一些控制字符，如com）。
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· 当前后电平极性变化时，不使用de-emphasis；
· 连续相同极性电平的第一个bit，不使用de-emphasis；
· 只有连续相同极性电平的第一个bit之后的bit，才使用de-emphasis；
· 对于2.5gt/s，de-emphasis将电压较少3.5db。对于5gt/s，则是6db；
· beacon信号也需要进行de-emphasis，但是规则稍有差别。
注：beacon信号在之前关于ltssm的文章中介绍过。
如下图所示：
一个de-emphasis的例子如下图所示：
采用de-emphasis之后的pcie设备接收端信号如下图所示：
差分的例子：
此外，对于gen2（5gt/s）的pcie设备来说，还可以使用reduced swing的方式来解决上诉问题，如下图所示，这里就不详细地介绍了。
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