高速SERDES芯片：8B/10B编码及内置PRBS发生器详解

高速SERDES芯片内置PRBS发生器的设计是现代通信系统中一个关键环节。SERDES（Serial/Deserializer），即串行化器/解串器，是一种广泛应用于高速数据通信中的技术，用于在发送端将多路低速并行信号转换为单路高速串行信号，通过光缆或铜线传输，然后在接收端再将高速串行信号还原为低速并行信号。这种技术的优势在于高效利用传输介质，减少接口复杂性，降低制造成本，并能提升数据传输速率。 在高速信号链路的误码检测中，PRBS（Pseudo-Random Binary Sequence，伪随机二进制序列）扮演了重要角色。由于在线网络中数据的随机性，PRBS因其随机性和接近真实网络环境的特性，常被用于模拟实际的通信情况。不同阶数的PRBS，如PRBS7、PRBS15、PRBS23和PRBS31，对应不同的码长，其中PRBS7尤其适用于10Gbps以下的串行总线测试，因为它与8B/10B非归零编码的数据流有良好的兼容性。 PRBS发生器的设计原理涉及PRBS的分类，如短伪随机码型的PRBS7和更长码长的PRBS15、23、31等。每个PRBS类型都对应一个特定的多项式表达式，其码长决定了PRBS的生成规则。例如，PRBS31的生成多项式为1+x+2^2+x^2^2，表示在生成过程中，每个比特都是前两个比特的异或结果，再加上一个固定的偏置值。 设计高速SERDES芯片时，内置PRBS发生器的目的在于早期阶段进行芯片内部电路的充分验证，通过生成各种PRBS码流，工程师可以测试电路的稳定性和一致性，降低芯片流片的风险。此外，这种设计还能确保芯片在实际应用中的性能表现，特别是在高精度的信号完整性测试中，PRBS发生器提供了必不可少的测试手段。 总结来说，高速SERDES芯片内置PRBS发生器是现代通信系统设计中的核心组件，它的存在不仅提高了通信效率，还确保了系统的可靠性，对于芯片制造商来说，是一个不可或缺的技术支持部分。同时，对于系统使用者来说，了解PRBS的应用和工作原理，有助于优化系统性能和故障诊断。