預加重和均衡是高速串行互連中改善信號質量，減小誤碼率的一項重要措施。在GHz以上長距離高速串行互連中，僅僅做好通道的優化遠遠不夠，還需要調整預加重和均衡參數才能實現數據的可靠傳輸。在工程設計中，有兩種普遍存在的認識誤區：

1)認為通道設計中的不理想因素都能通過均衡進行有效彌補。

2)片面強調均衡增益的dB值，認為通道衰減了多少dB 就要通過均衡補償多少dB，而不考慮不同均衡方式的特性。這些認識誤區可能導致通道設計的不完善，造成均衡參數調整起來困難，或導致調整均衡參數時方向性的錯誤，長時間找不到合適的均衡參數。正確配置和優化均衡參數，需要對均衡原理有深入的理解。了解不同均衡方式的特點，才能有針對性地對參數進行調整。

10.1互連中的信號畸變

典型的高速串行互連系統如圖10-1所示，包括發送器TX、互連通道、接收器RX。高速互連的發送器TX和接收器RX中往往包含非常復雜的功能電路，發送器內可能包含復雜的鎖相環電路、預加重(或去加重)電路等，接收器可能內置可變增益放大器(VGA)、CDR時鐘恢復電路、線性均衡電路(CTLE)、反饋判決均衡電路(DFE)等。互連通道可能會包含傳輸線、過孔、連接器、AC耦合電容等。整個互連系統中任何一部分不理想的因素都可能會影響信號的傳輸，芯片制造商對高速互連的TX和RX都會進行仔細的優化設計以適應數據的高速傳輸，而互連通道的優化設計需要在PCB設計階段實現。

信號通過互連通道的過程中，反射、串擾、介質損耗、導體損耗、輻射等都會引起信號能量損失。通常輻射損耗對信號本身的影響可以忽略不計。反射和串擾可以通過阻抗的連續性優化以及層疊結構布局布線等方式進行有效的抑制，本章不討論相關內容。介質損耗和導體損耗對高速串行互連影響極大，尤其在通道較長的情況下，兩種損耗是數據傳輸的主要瓶頸。圖10-2顯示了擺幅為1V的10.3125 Gbps差分信號通過一條30英寸長的互連通道前后信號波形的變化，能量的損耗使信號通過互連通道后產生了嚴重的畸變。最明顯的兩個特征是信號邊沿變緩，擺幅減小。

從時域波形上看，互連通道損耗對信號的影響和碼型有關。對于“1”、“0”交替的類似時鐘信號，損耗主要使信號的擺幅減小，如圖10-3中左側橢圓標志部分所示。對于隨機碼信號，高電平或低電平幅度能到達多大，和該bit位前面的數據有關，圖10-3中顯示了兩個從“0”跳變到“1”,但高電平幅度不一致的情況。第一種數據組合為“0001”,第二種數據組合為“1101”,盡管都是從“0”跳變到“1”,但是由于前面兩個bit位數據不同，跳變后能達到的高電平幅度不一樣，這是一種典型的碼間干擾(ISI)現象。碼間干擾導致的高低電平幅度的不確定性，必然影響接收信號的眼圖高度，使眼高變小，嚴重情況下甚至完全閉合。

碼間干擾不僅影響信號的幅度，還影響信號的邊沿位置。圖10-4中同時顯示了3種數據組合情況下的信號波形，a圖為完整碼型的波形，b圖為局部放大圖。無論是上升沿還是下降沿，碼型不同，邊沿出現的位置也不同，由于傳輸數據的隨機性，信號邊沿出現的時刻在時間軸上會占一定的寬度，這就是衰減引起的抖動，抖動導致接收信號眼圖寬度減小。當通道損耗非常大時，信號被嚴重衰減，眼圖可能會完全閉合，圖10-5顯示了擺幅為1V 的10.3125 Gbps差分信號通過30英寸長的互連通道后的眼圖，由于衰減過大，眼圖已完全閉合。

因此，損耗引起的信號波形畸變在高速串行互連中是非常嚴重的問題，尤其在長距離互連中，比如通過背板互連的通道長度可能會超過1m，這時必須借助均衡技術來彌補信號的衰減。

以上內容來自行業內著名專家——于博士，著作“ 信號完整性揭秘-于博士SI設計手記 ”書中第十章第一節！