4. 预加重与去加重技术
在高速SerDes链路中，信道损耗（趋肤效应、介质损耗）对高频分量衰减远大于低频分量，导致接收端眼图闭合、ISI（码间干扰）恶化。预加重（Pre-Emphasis）与去加重（De-Emphasis）是发射端与接收端配合使用的线性均衡技术，通过在信号转换边沿增强高频能量或衰减稳态电平，补偿信道低通特性。
4.1 预加重原理
预加重在发射端实现：当数据发生跳变（0→1 或 1→0）时，瞬时增大驱动电流，使跳变沿幅度高于稳态电平；跳变完成后恢复至正常摆幅。其本质是高通滤波，提升信号的高频分量以对抗信道衰减。
关键公式（一阶预加重）：
Vout(t) = Vin(t) + k · dVin(t)/dt
其中 k 为预加重系数，决定高频提升幅度。
Vout(t) = Vin(t) + k · dVin(t)/dt
其中 k 为预加重系数，决定高频提升幅度。
4.2 去加重原理
去加重与预加重在效果上等价，但实现方式相反：保持跳变沿幅度不变，而衰减稳态电平。即发射端始终以满摆幅驱动跳变，但在连续相同比特期间降低驱动电流，使稳态幅度减小。去加重在工程中更常用，因其对发射器线性度要求较低，且易于与CML驱动器结合。
| 对比维度 | 预加重 | 去加重 |
|---|---|---|
| 实现方式 | 跳变时增强电流 | 稳态时衰减电流 |
| 峰值幅度 | 高于标称摆幅 | 等于标称摆幅 |
| 功耗特性 | 数据相关，跳变密集时功耗高 | 数据相关，长连0/1时功耗低 |
| 驱动器要求 | 需支持过冲驱动，线性度要求高 | 满摆幅驱动，线性度要求低 |
| T22ULP常用 | 较少使用 | 主流方案 |
4.3 在T22ULP中的实现方式
T22ULP工艺下，LVDS IP的去加重单元通常集成在发射器（TX）末级驱动器中，采用分段电流舵（Segmented Current-Steering）架构。核心思想：将主驱动电流源与去加重电流源并联，通过数字控制逻辑选择是否开启去加重支路。
T22ULP实现要点：
- 去加重电流源采用二进制加权阵列（如 4-bit 控制，步进 0.1 mA），支持精细调谐。
- 数字控制逻辑根据前1bit数据与当前bit数据的异或结果，决定是否使能去加重支路。
- 去加重支路与主驱动共用相同的输出阻抗，避免阻抗失配引入反射。
- 在T22ULP的低电压环境下（VDD=1.0V），需注意去加重支路的电压裕度，防止进入线性区。
4.4 调优参数与策略
去加重调优的核心目标是：在给定信道长度和损耗特性下，找到使接收端眼图张开最大的去加重深度。调优参数包括：
| 参数 | 符号 | 典型范围 | 调优方向 |
|---|---|---|---|
| 去加重深度 | DE% | 5% ~ 25% | 信道损耗越大，DE% 越高 |
| 去加重持续时间 | tde | 0.5 UI ~ 2 UI | 短信道用 0.5 UI，长信道用 1~2 UI |
| 主驱动电流 | Imain | 2.5 mA ~ 4.5 mA | 保持总摆幅在 LVDS 规范内 |
| 上升/下降时间 | tr/tf | 100 ps ~ 300 ps | 过慢会削弱去加重效果 |
调优避坑指南：
- 过度去加重：DE% > 30% 会导致接收端过冲过大，引入额外抖动和EMI。
- 去加重不足：DE% < 5% 在长信道（>30cm FR4）下几乎无改善效果。
- 持续时间过长：tde > 2 UI 会过度衰减稳态电平，导致长连0/1时信号幅度过低。
- 阻抗不连续：去加重支路开关切换时，若阻抗匹配不良，会产生反射毛刺。
4.5 T22ULP典型调优流程
- 信道表征：通过TDR/TDT测量信道插入损耗 S21，确定 -3dB 带宽和奈奎斯特频率处损耗值。
- 初始设置：根据信道长度查表选取初始 DE%（如 10cm FR4 → 8%，30cm FR4 → 18%）。
- 眼图扫描：在接收端以 1% 步进扫描 DE%，记录每个设置下的眼高、眼宽、抖动。
- 最优选择：选取眼高最大且眼宽 > 0.5 UI 的最小 DE% 值，兼顾功耗与性能。
- PVT验证：在 T22ULP 的工艺角（FF/SS/TT）、电压（0.9V~1.1V）、温度（-40°C~125°C）下验证去加重效果的鲁棒性。
T22ULP实测数据参考（10 Gbps, 20cm FR4）：
DE% = 0% → 眼高 120 mV, 眼宽 0.35 UI, BER > 1e-9
DE% = 12% → 眼高 210 mV, 眼宽 0.62 UI, BER < 1e-12
DE% = 20% → 眼高 195 mV, 眼宽 0.58 UI, BER < 1e-12（过冲导致眼高略降）
DE% = 0% → 眼高 120 mV, 眼宽 0.35 UI, BER > 1e-9
DE% = 12% → 眼高 210 mV, 眼宽 0.62 UI, BER < 1e-12
DE% = 20% → 眼高 195 mV, 眼宽 0.58 UI, BER < 1e-12（过冲导致眼高略降）