【芯片设计-信号完整性 SI 学习 1.1.1 -- Unit Interval,比特周期】

文章目录

    • [1. Unit Interval (UI) / 比特周期 的定义](#1. Unit Interval (UI) / 比特周期 的定义)
    • [2. 举例说明](#2. 举例说明)
    • [3. 在眼图 (Eye Diagram) 中的体现](#3. 在眼图 (Eye Diagram) 中的体现)
    • [4. 示意图](#4. 示意图)
      • [(a) 单比特周期](#(a) 单比特周期)
      • [(b) 不同速率下的 UI](#(b) 不同速率下的 UI)
      • [(c) 眼图中的 UI](#(c) 眼图中的 UI)
    • [5. 总结](#5. 总结)

1. Unit Interval (UI) / 比特周期 的定义

在高速信号传输与 信号完整性 (SI) 测试中,Unit Interval (UI) 就是 1 个比特的持续时间

它等价于 比特周期 (Bit Period)

公式:

U I = T b = 1 Data Rate (bit/s) UI = T_b = \frac{1}{\text{Data Rate (bit/s)}} UI=Tb=Data Rate (bit/s)1

其中:

  • T b T_b Tb:比特周期

  • Data Rate:数据传输速率(bit/s)

2. 举例说明

  • 如果数据速率是 1 Gbps (10⁹ bit/s)

    U I = 1 1 × 1 0 9 = 1   n s UI = \frac{1}{1 \times 10^9} = 1 \, ns UI=1×1091=1ns

  • 如果速率是 2.5 Gbps

    U I = 1 2.5 × 1 0 9 = 0.4   n s UI = \frac{1}{2.5 \times 10^9} = 0.4 \, ns UI=2.5×1091=0.4ns

  • 如果速率是 10 Gbps

    U I = 1 10 × 1 0 9 = 0.1   n s = 100   p s UI = \frac{1}{10 \times 10^9} = 0.1 \, ns = 100 \, ps UI=10×1091=0.1ns=100ps

随着速率增加,比特周期越来越短,信号完整性要求也越来越高。

3. 在眼图 (Eye Diagram) 中的体现

在 SI 测试里,UI 通常就是眼图中一个水平周期的宽度

  • 眼图水平方向:时间,单位 UI。

  • 眼图垂直方向:电压幅度。

  • 抖动、码间干扰(ISI)、噪声等问题会导致眼图张开度减小。

4. 示意图

(a) 单比特周期

lua 复制代码
比特序列: 1   0   1   1
时间轴:  |---|---|---|---|
         <--- 一个 UI --->

(b) 不同速率下的 UI

  • 1 Gbps → UI = 1 ns

  • 10 Gbps → UI = 100 ps

    (比特周期缩短 10 倍)

© 眼图中的 UI

在眼图上,一个 UI 就是水平眼宽

5. 总结

  • Unit Interval (UI) = 比特周期

  • 与数据速率成反比

  • 在眼图中表现为水平宽度,用于度量信号抖动和时间裕量

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