高速（sù）先生成員-- 黃剛

咋滴，不（bú）知道“ILD”就做不（bú）好高速設（shè）計啦？感（gǎn）覺是為大家（jiā）做不好高速信號又找到了一個新的借口（kǒu）是（shì）吧。言歸正傳，對於很多硬件的朋友或者設計的朋友，說起高速信號的無源指標，第一反應就是插損。插損是SI的專業術語（yǔ），用很多朋友自己的話來說就是損耗或者叫衰（shuāi）減。當然這個指（zhǐ）標也是很重要，通常去設計一個長鏈（liàn）路的時候，協議的插損要求影響著布線的（de）長度，板材的選擇，芯片（piàn）間（jiān）的布局（jú）甚至的結構的變更等，所以我（wǒ）們（men）經常遇到（dào）很（hěn）多客戶都關心損耗（hào）能不能（néng）滿足要求，滿（mǎn）足的情況（kuàng）下能不能盡量小。

我們就以大家比較（jiào）熟悉的10GBase-KR信號為例（lì），來介紹（shào）今天的豬腳“ILD”。先請出大家比較熟的插損和回損的協議要求，10Gbps信號，我（wǒ）們在插損指標上關心的是5GHz位置的損耗情況，為什麽10Gbps信號看的是5GHz頻點呢？這個可以翻翻剛寫不久的這篇文章《明明我說的是25G信號（hào），你卻讓我看12.5G的損耗？》，看完相信（xìn）就不會再有疑問了。另外順便提下回損，回損（sǔn）在協議中一般會覆蓋到基頻的2倍，10GBase-KR插（chā）損回損的協議指標就如下所示（shì）了。

當然，對於大家都比較熟悉的東西（xī），高速（sù）先生通常（cháng）就一筆帶過了。當（dāng）然，上麵的插損回損這（zhè）些無源指標都出自於IEEE的文檔中，不得不說，文檔的頁數是真的不少，所（suǒ）以我們有理由相信大（dà）家在找到插損回損指標後就關閉（bì）它了。如果（guǒ）稍微有（yǒu）一點點（diǎn）恒心的話，其實這個10Gbps信號還有一個很重要（yào）的指標，就是（shì）“ILD”了，指標是這樣描述的：

ILD指標，翻譯成中（zhōng）文可以叫做插損偏離度。高速先生幫大家理解下哈，其（qí）實它（tā）講的是在我們仿真得到某條高速設計鏈路的插損後，然後協議（yì）的算法會（huì）去做真（zhēn）實插損曲（qǔ）線的fitted曲線，所謂fitted曲（qǔ）線，其實就是算法（fǎ）根據實際得到（dào）的（de）插損曲線通（tōng）過幾（jǐ）個（gè）基本算法取平均值，得（dé）到的就是理想插損情況和真實插損情況的關係式。然後通過ILD指標（biāo）來表征他們之間的差（chà）距，協議要（yào）求這個差距必須在一個範圍內，不能太大。

沒關（guān）係，大（dà）家也知道高速先生的作風，一定會讓（ràng）大（dà）家弄懂。我們來舉個例子哈，假設我們提取到某個實際設計（jì）鏈路的插損曲線是（shì）下麵（miàn）這樣的，是不是有一些自己做仿真的朋友（yǒu）也（yě）曾經提取過這樣的參數呢？當然大家第一反應就覺得（dé）不是很（hěn）好是吧，但是如果從（cóng）插損的協議指標來看，卻又（yòu）是很輕鬆能滿足協議要求的。

那麽（me）這個時候可以用ILD指標去卡，通過協議的算法就得到了上麵這個真實鏈路的fitted曲線，就是下麵紅色這條。

然後（hòu）根據ILD的公式，用真實的插損（sǔn）曲（qǔ）線（藍色）減去fitted出來的理想插損曲（qǔ）線（紅色），就得到了ILD的結果：當然你就可以和（hé）上麵的ILD協議要求去（qù）對照了。還好，看（kàn）起來也還在ILD協議要求範圍內。

那到底這個ILD的指標對信（xìn）號質量有多少的影響度呢？我們通過大家都（dōu）覺得比較直觀的眼圖來介紹哈。

我們首先就（jiù）比較真實的（de）插損和fitted後的插（chā）損對眼圖的影響，用兩個插損S參數模型（xíng）分別在10Gbps數據通道（dào）去跑眼圖，峰峰（fēng）值為1V的發送信號。我們首先看看fitted插損的眼圖結果：還不錯，眼圖（tú）有841mV，眼寬是98ps。

那麽我們再看看真實插損參數的眼圖結果，大家猜猜是變好還是變差呢？

那必須是變差啊！都說了fitted走線是真實（shí）插損的理想情況（kuàng）了，眼圖結果如下：眼高居然隻有710mV了，眼寬也減小了，隻有97ps。

可惡！原來我（wǒ）們仿真出來的插（chā）損曲線和理想情況下的居然還真不（bú）小。可見這個ILD指標還是有它本（běn）身的意義在裏麵。為了再證明下ILD指標（biāo）的重要性（xìng），我們再（zài）加一種插損的case去仿真。按照上麵說的，fitted曲線是真實插損的理想（xiǎng）版，好是正常的。那麽我們就加一種case，就是下麵綠色的插損case。

紅色的fitted曲線比專（zhuān）業術語真實的藍色插損曲線的眼圖結果好了很（hěn）好，那麽有沒有可能並不是紅色的（de）曲線好，而是藍色的真實（shí）鏈路插損差呢？那麽我們就加了（le）綠色的這條曲線，綠色曲線在所（suǒ）有頻段都（dōu）比藍（lán）色的真實插損要差，尤其是高頻部分，多出一倍的（de）損（sǔn）耗。如（rú）果像（xiàng）以前隻按（àn）照插損的協議指標去卡的話，綠色（sè）肯定比（bǐ）藍色要差很（hěn）多很（hěn）多。大家覺得用綠色的插損曲線去跑眼圖，結果會真的差很多（duō）很多嗎？

結果是下麵這樣的（de）：眼高655mV，眼寬93ps。

真出乎（hū）意料啊！肉眼可見大了一倍（bèi）損（sǔn）耗的綠色曲線，居然並沒比真實（shí）的藍色（sè）插損曲（qǔ）線的眼圖結（jié）果差太多，這的確也再一次（cì）證明ILD這個指標存（cún）在的意義，單單看插損指標並不能很（hěn）好的保證鏈路的（de）信號質量。最後總（zǒng）結（jié）一下，從插損的結果來看，現在大家知道了的插損曲線在不同頻（pín）率之（zhī）間的波動如果很大（dà），那必然它的ILD指標就不會（huì）很好，同時也會非常影（yǐng）響眼（yǎn）圖的性能。那麽回歸到設（shè）計上，到底會有哪些設計（jì）問題導致ILD指標比較差呢？沒錯，大（dà）家（jiā）又猜對了，這個就是（shì）高速先生留給大家的問題了哦！