【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

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