高速先生成員-- 黃剛

咋滴，不知道（dào）“ILD”就做不好高速設計啦？感覺是為大（dà）家做不好（hǎo）高（gāo）速信號又找到了一個（gè）新的借口是吧。言歸正傳，對於很多硬件的（de）朋友或（huò）者設計的朋友，說起高速（sù）信號的無源指標，第一反應就是插損。插損是SI的專業術語，用很多朋友（yǒu）自己的話來說就是損耗或者叫衰減。當然這（zhè）個指標也是很重要（yào），通常去設計一個長鏈（liàn）路的時候，協議的插損要求影響著布線的（de）長（zhǎng）度，板材的選擇，芯片間的布局（jú）甚至的結構的變更等，所以我們經常遇到（dào）很多客戶都關心損耗能不能滿足要求，滿足的情況（kuàng）下能不能盡量小。

我們就以大家比較熟悉的10GBase-KR信號為例，來介紹今（jīn）天的豬腳“ILD”。先請出大家比較熟的插損和回損的協議（yì）要求，10Gbps信號，我們在插損（sǔn）指標（biāo）上關（guān）心的是5GHz位置的損耗情況，為什麽10Gbps信號看的是5GHz頻（pín）點呢？這個可以翻翻剛寫不久的這篇文章（zhāng）《明明我說（shuō）的是25G信號，你卻讓我（wǒ）看12.5G的損耗？》，看完（wán）相信就不會再（zài）有疑問了。另外順便提（tí）下回損（sǔn），回損在協議中一般會覆蓋到基頻的2倍，10GBase-KR插損回損的協議指標（biāo）就如下所示了。

當然，對於大家都比較（jiào）熟悉的東西，高速先（xiān）生通常就一筆帶（dài）過（guò）了。當然，上（shàng）麵的插損回損這些無源（yuán）指標都出（chū）自於IEEE的文檔中，不得不說，文檔的頁數是真的不少，所以我們有理由相信大家在找到插損回損指標後就關閉它了。如果稍微有一點點恒心的話，其實這個10Gbps信號還有（yǒu）一個很重要的（de）指標，就是（shì）“ILD”了，指標（biāo）是這樣描述（shù）的：

ILD指標，翻譯成中文可以（yǐ）叫做插（chā）損偏離度（dù）。高速先生幫大家理解下哈，其實它（tā）講的是在我們仿真得到某條高速設計鏈路的插損後，然後協議的算法會去做真實插（chā）損曲線的fitted曲線，所謂fitted曲線，其實就是算法根據實際得到的插損曲線通過幾個（gè）基本算法取平（píng）均值，得到的就是理想插損情況（kuàng）和真實插損情況（kuàng）的關係式。然後（hòu）通過ILD指標來表征他們之間的（de）差（chà）距，協議要求這個差距必須在一個（gè）範圍內，不能太大。

沒（méi）關係，大家也知道高速先生的作風，一定會讓大家弄懂。我們來舉個例（lì）子哈，假設我們提（tí）取到某個實際設計（jì）鏈（liàn）路的插損曲線是下麵這樣（yàng）的，是不是有一些自己做仿（fǎng）真（zhēn）的朋友（yǒu）也曾經提取過這樣的參數呢？當然大家第一反應就覺得不是很好是吧，但是（shì）如果從插損的協議指標來看，卻（què）又是很輕鬆能滿足（zú）協議要求的。

那麽（me）這（zhè）個時（shí）候可以用ILD指標去（qù）卡，通過（guò）協議的算法就得到了上麵這（zhè）個（gè）真實鏈路的fitted曲線，就是下麵紅色這條。

然後根據ILD的公式，用真實的插損曲線（藍（lán）色）減去fitted出（chū）來的理想插損曲線（紅色），就得到了ILD的結果：當然你就可以和上麵的ILD協議要求去對照了。還好，看起來也還在ILD協議要求範圍內。

那到底這個ILD的指標對信號質量有多少的影響度呢？我們（men）通（tōng）過大家都覺得比較直觀的眼圖（tú）來介紹哈。

我們首先就比較真實的插損和fitted後的插（chā）損對眼圖的（de）影響，用兩個插損S參數模型分別在10Gbps數據通道去（qù）跑（pǎo）眼圖，峰峰值為（wéi）1V的發（fā）送信號。我們首先看看fitted插損的眼圖結果：還（hái）不錯，眼圖（tú）有841mV，眼寬是98ps。

那麽我們再看看真實（shí）插損參數的眼圖結果，大家猜猜是變好還是變差呢？

那必須是變差啊！都說了fitted走（zǒu）線是真實（shí）插損的理想情況了（le），眼圖結果如下（xià）：眼高居然隻有710mV了，眼寬也減小了，隻有97ps。

可惡！原來我們仿真出來的插損曲線和理想情況下的居然還真不（bú）小（xiǎo）。可見這（zhè）個ILD指標還是有它（tā）本身的意義在裏麵（miàn）。為了再證明（míng）下ILD指標的重要性，我（wǒ）們再加一種插損的case去仿真。按照上麵說的，fitted曲線是真實插損的理（lǐ）想版，好是正（zhèng）常的。那（nà）麽我們就加一種case，就是下麵綠色的插損case。

紅色的fitted曲線比專業術語真實的藍色插損曲線的眼圖結果好了很好，那麽（me）有沒有可能並不是紅色的曲線好，而是藍色的真實（shí）鏈路（lù）插（chā）損差呢？那麽我們就（jiù）加了綠色（sè）的這條曲線，綠（lǜ）色曲線在所（suǒ）有頻（pín）段都比藍（lán）色的真實插損要差，尤其是高頻部分，多（duō）出一倍的損耗。如果像以前隻按照插損的協議（yì）指標去卡的話（huà），綠色肯定比藍色要（yào）差很多（duō）很多。大家覺得用綠色的插（chā）損曲線去跑眼圖，結果會真的（de）差很（hěn）多很多嗎？

結果是下（xià）麵這樣的：眼高655mV，眼寬93ps。

真出乎意料啊！肉眼可見大了一（yī）倍（bèi）損耗的綠色曲線，居然（rán）並沒比真實的藍色插損曲（qǔ）線的眼圖結果差太多，這（zhè）的確也再一次證明ILD這個指標存在的意義（yì），單單看插損（sǔn）指標並不能很好的保證鏈路的信號質量。最後總結一下，從插損的結（jié）果來看，現在大家知道了的插損曲線在（zài）不同（tóng）頻率之間的波動如果很大，那必然它的ILD指標就不會很好，同時也會非常影響眼圖的性能。那麽回歸到設計上，到底會有哪些設計問題導致（zhì）ILD指標比較差呢？沒錯，大（dà）家又猜對了，這個就是高速先生留給大家的問題了哦！