PAM3的基本原理
PAM3(3-Level Pulse Amplitude Modulation,三級(jí)脈沖幅度調(diào)制)是一種多電平調(diào)制技術(shù),通過三個(gè)不同的信號(hào)電平(例如+1、0、-1)傳輸數(shù)據(jù)。每個(gè)符號(hào)周期可攜帶約1.5比特信息,與其它PAM類似,通過增加電平數(shù)量來提升數(shù)據(jù)傳輸效率。在PAMn的選擇上,一是需要提升數(shù)據(jù)傳輸效率,以滿足越來越高的數(shù)據(jù)速率需要;二是需要平衡信號(hào)完整性問題與實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度帶來的挑戰(zhàn)。
PAM3通過三個(gè)電平(如+1、0、-1)編碼數(shù)據(jù),每兩個(gè)碼元周期傳輸三比特?cái)?shù)據(jù):
因此,PAM3相較NRZ,帶寬提升50%;同時(shí)相較PAM4,對于信噪比的要求更低,并且設(shè)計(jì)和制造上的成本、復(fù)雜度適中。
使用PAM3的協(xié)議
目前,PAM3技術(shù)已在多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用:
GDDR7
每兩個(gè)周期傳輸3位數(shù)據(jù),單通道速率可達(dá)32 Gbps,帶寬較GDDR6提升近一倍。
使用PAM3接口,信噪比(SNR)較NRZ提升,應(yīng)用于高性能顯卡AI計(jì)算及車載GPU。
車載以太網(wǎng)(如100BASE-T1)
在車載短距離通信中,PAM3通過降低信號(hào)擺幅減少電磁干擾(EMI),適應(yīng)嚴(yán)苛的車規(guī)環(huán)境。
支持高可靠性和低延遲,適用于自動(dòng)駕駛傳感器網(wǎng)絡(luò)。
USB4 v2
與 PAM-4 相比,適用于 USB4 v2 的 PAM-3 可提供更大的眼圖開度,且更容易實(shí)現(xiàn)。使用 PAM-3 時(shí),波特率會(huì)從 20Gbps 提高到 25.6Gtps;并且可以復(fù)用現(xiàn)有的 USB-C 電纜和連接器做到這一點(diǎn)。對于USB4v2,PAM3的實(shí)現(xiàn)方式是使用11b/7t編碼器進(jìn)行傳輸,并使用相應(yīng)的7t/11b解碼器進(jìn)行接收。
PAM3調(diào)制的信號(hào)完整性驗(yàn)證
在做通道分析驗(yàn)證時(shí),可以使用巨霖SIDesigner的理想通道器件提供的PAM3調(diào)制功能,利用統(tǒng)計(jì)眼圖仿真。原理圖搭建如下(以USB4v2為例):
使用均衡前:
接收端使用DFE單抽頭自動(dòng)均衡后:
工程師可以基于眼圖測量結(jié)果,結(jié)合協(xié)議規(guī)定對設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)估、驗(yàn)證和可能的優(yōu)化。
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原文標(biāo)題:高速傳輸中的PAM3編碼及仿真驗(yàn)證
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