1651 浏览眼图测试在串行通信系统中的应用研究
摘要：串行通信技术是目前数据通信采用的主要方式,但由于传输过程中噪声等因素的影响,串行信号可能会出现码间干扰,信号畸变等问题。日益增长的传输速率使噪声和抖动对信号质量的影响更加突出,如何保证通信的可靠性愈加重要。眼图作为一种直观、快速地分析串行信号质量的方法,可以衡量通信系统性能的优劣。通过眼图测试方法分析串行通信系统中的噪声与抖动等问题至关重要。对于不同速率和协议的串行信号,噪声和抖动对信号完整性的影响不同。因此本文通过各种高低速串行信号的眼图测试,分析信号完整性问题。本文基于数字荧光串行信号分析仪在网络测试中的应用研究项目,着眼于通过眼图分析方法有效测试高速串行信号。针对此课题,本论文为数字荧光串行信号分析仪的测试工作提供具体的串行信号测试方案,研究串行通信系统中噪声、信道、信号速率等因素对信号完整性的影响。本文从串行信号完整性和眼图测试的基本理论出发,通过基于MATLAB的Simulink眼图仿真和不同串行信号的眼图测试实验分析了眼图及眼图参数与串行信号质量的关系。搭建了基于Simulink的通信系统眼图测试仿真系统。仿真结果表明通过眼图可以分析信号的码间干扰和抖动问题。信道和噪声使信号质量劣化,限制了信号的传输速率,调制和滤波能改善通信系统性能。设计了一种基于任意波形发生器的信号与噪声合成方法,测量不同信噪比下信号的眼图。搭建了不同速率的串行信号的眼图测试系统,包括CAN、SPI、I2C、RS485四种低速串行通信协议信号、高速的低电压差分信号（LVDS）和100M以太网物理层信号。完成信号的产生和眼图测试,研究噪声、信号速率等因素对信号质量的影响。眼图测试结果表明,眼图能很好的反映串行通信系统中的噪声与抖动问题。信号速率越高,信号完整性问题越严重。可以根据眼图结果的好坏,通过调整系统参数来优化系统性能,保证通信系统的可靠性。本文的眼图测试方案和眼图测试结果为数字荧光串行信号分析仪的测试工作提供了有力的依据与参考。
关键词：眼图;串行通信
文章目录
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 眼图测试在串行通信中的应用概况
1.2 眼图测试方法的发展与国内外研究现状
1.3 论文研究的主要内容和组织结构
第二章 串行通信与眼图测量
2.1 低速串行通信协议
2.1.1 CAN总线协议
2.1.2 I~2C总线协议
2.1.3 SPI总线协议
2.1.4 RS-485串口通信协议
2.2 高速低电压差分信号
2.3 码间干扰
2.4 眼图
2.4.1 眼图基本概念
2.4.2 眼图参数分析
2.5 本章小结
第三章 基于Simulink的通信系统眼图测试仿真
3.1 信道仿真模型
3.2 眼图仿真
3.2.1 升余弦滤波器
3.2.2 调制
3.2.3 信道噪声
3.2.4 信号比特率(BitRate)
3.3 基于任意波形发生器的眼图测试
3.4 本章小结
第四章 串行信号的产生与眼图测试
4.1 串行通信协议信号产生与眼图测试
4.1.1 开发板简介
4.1.2 眼图测试方法
4.1.3 CAN信号产生与眼图测试
4.1.4 SPI信号产生与眼图测试
4.1.5 I~2C信号产生与眼图测试
4.1.6 RS485信号产生与眼图测试
4.2 LVDS信号产生与眼图测试
4.2.1 LVDS信号测试设计
4.2.2 LVDS眼图测试
4.3 本章小结
第五章 以太网物理层信号眼图测试
5.1 以太网物理层信号
5.1.1 以太网接口介绍
5.1.2 100BASE-TX传输信号特征分析
5.2 100Base-Tx信号眼图测试
5.2.1 测试用具
5.2.2 100Base-Tx信号眼图测试
5.2.3 100Base-Tx测试结果
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
硕士期间发表文章列表
致谢
参考文献
[1]关于眼图测量[J]. 汪进进. 中国集成电路. 2015(12)
[2]4b/5b编解码对100BASE-TX以太网安全性的影响[J]. 杨福宇. 单片机与嵌入式系统应用. 2013(09)
[3]力科发布全新的多通道串行数据眼图、抖动、串扰分析工具SDAIII-CompleteLinQ[J]. 国外电子测量技术. 2012(08)
[4]安捷伦在InfiniiVision X系列示波器上推出CAN眼图模板测试[J]. 国外电子测量技术. 2012(06)
[5]基于CAN总线的分布式智能温度采集系统设计[J]. 牛广文. 低压电器. 2012(07)
[6]高速SerDes抖动成因及其测试方法分析[J]. 霍卫涛,邵刚,李攀,李哲. 计算机光盘软件与应用. 2012(02)
[7]LVDS（低压差分信号）测试技术研究[J]. 柴海峰,朱卫良,章慧彬,武乾文. 电子与封装. 2011(11)
[8]深入剖析眼图及高速串行设计中的眼图测试[J]. 国外电子测量技术. 2011(04)
[9]高速串行设计的强大工具—眼图医生[J]. 张昌骏. 电子测试. 2009(06)
[10]单片机从入门到精通系列讲座——I~2C总线AT24C02模块驱动[J]. 赵亮. 电子制作. 2008(10)
