SerDes的片上抖动评估

背景技术

数字通信通过具有一个或多个指定通信信道(例如，载波波长或频带)的中间通信介质(例如，光纤电缆或绝缘铜线)在发送设备与接收设备之间发生。每一个发送设备通常以固定的码元速率传输码元，同时每一个接收设备检测可能损毁的码元序列并且试图重构所传输的数据。

“码元”是持续达固定时间段的信道的状态或有效条件，该固定时间段被称为“码元区间”。码元可以是例如电压或电流电平、光学功率电平、相位值或者特定频率或波长。从一个信道状态到另一个信道状态的变化被称为码元转换。每一个码元可以表示(即，编码)数据的一个或多个二进制位。可替代地，数据可以由码元转换或由两个或更多个码元的序列来表示。最简单的数字通信链路每个码元只使用一个比特；二进制“0”由一个码元(例如，第一范围内的电压或电流信号)来表示，而二进制“1”由另一码元(例如，第二范围内的电压或电流信号)来表示。

信道非理想性产生可以造成每个码元扰乱其邻近码元的分散，造成码元间干扰(ISI)。随着码元速率增大，ISI可能使得接收设备难以判定在每个间隔(尤其是在这种ISI与加性噪声组合时)发送哪些码元。公开的文献公开了许多均衡和解调技术，即使在存在ISI的情况下也能从变差的接收信号中恢复数字数据。这种技术的关键是确定正确的采样定时，因为采样定时直接影响离散样本的信噪比。

在大多数情况下，使用用于检测和跟踪最佳采样定时的各种可用策略中的任何一种来从数据流本身恢复采样定时。这种定时恢复策略不仅必须处理信道分散和噪声，而且还必须处理发射器和接收器的时钟信号之间的差异。特别地，无论以误码率、眼大小或信噪比来衡量，定时抖动都能够不利地影响通信链路的可靠性。因此，定时抖动的测量可以用作链路可靠性的早期指示器，并且具体而言，可以指示给定发射器或接收器是否应当被重新校准或替换以确保继续的链路可靠性。

发明内容

因此，本文公开了提供片上抖动评估的说明性集成电路和方法。一个说明性集成电路实施例包括：具有定时恢复电路的数字接收器，定时恢复电路根据先前采样时刻的估计的定时误差来确定相位偏移信号；以及捕获相位偏移信号的片上存储器，片上存储器被耦合到处理器，处理器从相位偏移信号中导出一个或多个抖动测量结果。

一个说明性方法实施例包括：(a)操作数字接收器以将通信信号转换成数字数据流，数字接收器包括定时恢复电路，定时恢复电路由先前采样时刻的估计的定时误差来确定相位偏移信号；(b)在片上存储器中捕获相位偏移信号；以及(c)使用耦合到片上存储器的处理器来从相位偏移信号中导出一个或多个抖动测量结果。

前述实施例中的每一者可以单独地或组合地实现，并且可以以任何合适的组合利用以下特征中的任何一个或多个来实现：1.该一个或多个抖动测量结果包括以下中的至少一者：概率分布、均方值、均方根值以及频率变换。2.片上存储器在来自远程发射器的通信期间捕获相位偏移信号，使得测量结果表示链路抖动。3.如果该一个或多个抖动测量结果指示链路质量不足，则处理器报告误差状况。4.处理器周期性地向交换机管理结构报告链路质量。5.该集成电路包括：发送通信信号的本地发射器；以及回送(loopback)路径，回送路径可选择地将通信信号耦合到数字接收器，使得测量结果表示回送抖动。6.本地发射器和数字接收器可配置成使用共享的参考时钟并且可配置成使用分开的参考时钟。7.处理器将数字接收器抖动与链路抖动组合，以报告针对远程发射器的抖动。8.该集成电路被体现在网络电缆中。9.该集成电路被体现在网络交换机或路由器中。

附图说明

图1是示例性有源以太网电缆(AEC)的立体图。

图2是说明性1：4分支AEC的立体图。

图3是说明性AEC的功能框图。

图4是说明性多通道数据恢复和重新调制(DRR)设备的框图。

图5是说明性通信链路的架构图。

图6是说明性本地发射器-接收器对的框图。

图7是示出说明性时钟恢复环路的框图。

图8是片上抖动评估的说明性方法的流程图。

具体实施方式

尽管在附图和以下描述中给出了特定实施例，但是请记住它们不限制本公开。相反，它们为普通技术人员提供用于辨别包含在所附权利要求书的范围内的替代形式、等效物和修改的基础。

本文公开了用于评估定时抖动的电路和方法。这些电路和方法可与集成电路收发器一起嵌入到片上，从而不仅表征收发器的定时抖动，而且还表征本地接收器链接到的任何远程发射器的定时抖动。可将测得的抖动报告给例如交换机管理结构，交换机管理结构监测收发器的性能和通信链路的可靠性。并且或替代地可以将抖动测量结果与预定的性能阈值进行比较，并且如果确定抖动过大或以其他方式不符合要求，则可以断言警报信号或者可以发送警报消息以警告潜在的链路可靠性不足和/或由用户或技术人员发起纠正动作。

作为一个具体示例，交换机端口在检测到所链接的发射器表现出过大的定时抖动时，可以使交换机控制器打开端口附近的警告灯并且向监测给定设施中的所有交换机的中央服务发送警报消息。作为另一个具体示例，有源网络电缆可具有连接器，该连接器在插入交换机端口中时对它们的嵌入式收发器和它们连接到的端口发射器执行定时抖动评估。可以将每个连接器上的状态LED点亮为绿色以指示未检测到故障(包括未检测到过大的定时抖动)。在另一方面，如果连接器检测到过大的定时抖动，则可将该连接器上的状态LED点亮为黄色以警告链路不可靠。

作为对片上定时抖动评估的更详细讨论的序言，我们从物理实现开始以提供一些上下文。图1是说明性电缆的立体图，该电缆可用于在路由网络中的设备之间提供高带宽通信链路。路由网络可以是或者包括例如互联网、广域网、存储区域网络或局域网。所链接的设备可以是计算机、交换机、路由器等等。电缆包括经由电绳中的电导体106电连接的第一连接器100和第二连接器101。电导体106可以是以成对的形式(诸如，利用双轴导体)布置的电导线。双轴导体可以比作同轴导体，但其具有两个内导体而不是一个内导体。内导体可以用差分信号来驱动，并且它们共享的屏蔽件进行操作以减少与电缆中其他双轴导体的串扰。取决于性能标准，可以采用其他成对或单端的导体实现。

根据以太网标准，每个导体对可提供对差分信号的单向传输。为了在甚至扩展的电缆长度上实现稳健的性能，每个连接器100、101可包括执行时钟和数据恢复(CDR)以及对数据流的重新调制的被供电的收发器，以下被称为数据恢复和重新调制(DRR)设备。DRR设备处理在每个方向上行进的数据流。值得注意的是，收发器不仅会在去往主机接口的入站数据流离开电缆时对这些入站数据流执行CDR和重新调制，而且会在来自主机接口的出站数据流进入电缆时对这些出站数据流进行CDR和重新调制。

此处认识到，可预期出站数据流符合相关标准(例如，400Gbps的以太网标准)，并且可预期出站数据流基本上没有从它们在网络接口端口的插座引脚和电缆组件的连接器插头引脚的遍历中经历劣化。然而，由发射网络接口的电子制造商采用的调制质量和均衡策略一般是未知的，并且标准的最低要求可能不足以在延长的电缆长度上传输，特别是如果接收网络接口的电子制造商与发射网络接口的电子制造商不同。与发射网络接口一样，由接收网络接口的电子制造商采用的均衡和解调策略通常是未知的，并且可能无法应对由延长的电缆长度上的信号传输引起的衰减和干扰，特别是如果连接器没有被完全安置或者如果接触件已经受损。通过对入站和出站数据流两者执行DRR，说明性电缆确保经过电缆导体的电信号能够耐受在电缆的终端连接器之间遇到的衰减和干扰，由此使得能够在不考虑这些因素的情况下确保延长的电缆长度上始终稳健的数据传输。

虽然在前述描述中已经使用了1:1电缆，但是下文中所公开的原理也可适用于格式转换电缆并且可适用于分支电缆设计。图2是具有一元端连接器200的说明性1:4分支电缆的立体图，该1:4分支电缆可被设计成用于发送和接收200Gbps以太网数据流，例如，以4个50Gbps的通道的形式，每个通道使用26.5625GBd下的PAM4。电导体206被包封为四根电绳，每根电绳承载一个26.5625GBd(50Gbps)下的PAM4的通道或2个到分裂端连接器201-204中对应的一个分裂端连接器的26.5625GBd(25Gbps)下的不归零(NRZ)信令的通道。这些分裂端连接器201-204中的每一者可被设计成用于发送和接收50Gbps以太网数据流。此类分支电缆可用于链接针对不同代的以太网标准设计的主机设备。作为另一示例，一元端连接器可被设计成用于发送和接收400Gbps(8个50Gbps PAM4的通道)，而分裂端连接器中的每一者可被设计成用于发送和接收100Gbps(4个25Gbps NRZ的通道)。在一元端处或在分裂端处，DRR设备可通过例如将1个PAM4码元通道转换成2个NRZ码元通道以及将2个NRZ码元通道转换成1个PAM4码元通道来提供格式转换。

图3是图1的说明性电缆的功能框图。连接器300包括插头302，插头302适于适配第一主机设备500(图5)中的标准兼容的以太网端口，以接收承载来自主机设备的出站数据流的输入电信号并且提供承载去往主机设备的入站数据流的输出电信号。类似地，连接器301包括适配第二主机设备501的以太网端口的插头303。连接器300包括第一DRR设备304，第一DRR设备304用于对在连接器300处进入和离开电缆的数据流执行CDR和重新调制，并且连接器301包括第二DRR设备304，第二DRR设备304用于对在连接器301处进入和离开电缆的数据流执行CDR和重新调制。DRR设备304可以是安装在印刷电路板上并经由电路板迹线连接到连接器插头引脚的集成电路。电绳306的线可被焊接到印刷电路板上电连接至DRR设备的对应焊盘。

在至少一些构想的实施例中，印刷电路板还各自支持微控制器单元(MCU)305。每个DRR设备304经由第一双线总线耦合至配置该DRR设备的操作的相应的MCU设备305。在通电时，MCU设备305将均衡化参数从闪存307加载到DRR设备的配置寄存器308中。主机设备可以经由第二双线总线访问MCU设备305，该第二双线总线根据I2C总线协议和/或更快速的MDIO协议来进行操作。如下文进一步讨论，利用对MCU设备305的该访问，主机设备可以调节电缆的操作参数并监测电缆的性能。

每个DRR设备304包括用于与主机设备进行通信的发射器(TX)和接收器(RX)的集合320以及用于经由沿电缆长度的导体对进行发送和接收的发射器和接收器的集合322。所图示的电缆支持八个双向通信通道LN0-LN7，每个双向通道由两个单向连接形成，每个单向连接具有差动驱动的双轴导体对(此处未示出屏蔽导体)。收发器包括存储器324以在发射器和接收器集合320、322之间提供先进先出(FIFO)缓冲。嵌入式控制器310通过例如设置初始均衡化参数并确保在使所述发射器和接收器能够进入数据传输阶段(在此期间控制器可协调链路抖动的测量)之前跨所有通道和链路完成训练阶段来协调发射器和接收器的操作。在上电时，或当调用测试模式时，控制器310可进一步将发射器-接收器对置于如下面描述的回送配置以测量本地发射器和接收器定时抖动。嵌入式控制器310采用寄存器集合308来接收命令和参数值并提供潜在地包括状态信息和性能数据(诸如定时抖动)的响应。

图4是可体现图3的DRR设备304的说明性单片收发器芯片404的框图。芯片404包括：具有触点422的SerDes模块，用于在每个方向上跨八条(差分)通道接收和发射高速率串行比特流；具有触点420的主机对接SerDes模块，用于与主机交换高速率数字数据流；以及核逻辑424，用于在每个方向上缓冲数据的同时实现信道通信协议。还包括可经由触点426、428访问的各种支持模块，用于诸如功率调节和分配、时钟生成、用于控制的数字输入/输出线路之类的功能，以及用于内置自测试的JTAG模块。芯片设计者能够通过以下方式来设计设备：放置用于串行器、解串器、电源、时钟发生器、I/O单元和JTAG的预定义模块化单元；以及使用少量支持逻辑来路由模块化单元之间的互连。

图3的示例性电缆可以是如图5的架构图中所示的两个主机设备500、501之间的点对点通信链路的一部分。图5示出了使用用于开放式系统互连的ISO/IEC模型(参见ISO/IEC7498-1：1994.1)的架构，以用于诸如双轴导体对306之类的物理介质上的通信。互连参考模型采用具有定义的功能和接口的层的层级结构，以促进由不同团队或供应商对兼容系统的设计和实现。虽然这不是要求，但预期层级结构中的较高层将主要由在可编程处理器上操作的软件或固件来实现，而较低层可被实现为专用硬件。

应用层508是模型中的最上层，并且它表示在需要用于传递消息或数据的设施的不同系统上操作的用户应用或其他软件。表示层510向此类应用提供一组应用程序接口(API)(其提供形式语法以及用于数据变换(例如，压缩)的服务)，从而建立通信会话、无连接通信模式以及协商，以使应用软件能够标识可用的服务选项并从中选择。会话层512提供用于协调数据交换的服务，包括：会话同步化、令牌管理、全双工或半双工模式实现以及建立、管理和释放会话连接。在无连接模式下，会话层可仅仅在会话地址与传输地址之间进行映射。

传输层514提供用于以下各项的服务：多路复用、端到端序列控制、误差检测、分段、分块、级联、各个连接上的流控制(包括挂起/恢复)、以及实现端到端服务质量规范。传输层514的重点是端到端性能/行为。网络层516提供路由服务，确定用于进行端到端连接的链路，并在必要时充当中继服务以将此类链路耦合在一起。数据链路层518充当到物理连接的接口，提供跨物理连接的定界、同步化、序列和流控制。它也可以检测并任选地校正跨物理连接发生的误差。物理层522提供机械、电、功能和程序手段来激活、维持和去激活信道(导体对306的表示)，并使用信道以用于跨物理介质的位传输。

数据链路层518和物理层522被IEEE标准802.3-2015稍微细分和修改，IEEE标准802.3-2015在数据链路层518中提供介质访问控制(MAC)子层520以定义与物理层522的接口，包括帧结构和传输语法。在物理层522内，该标准提供了各种可能的细分，诸如图5中所示的细分，其包括可选的调解子层524、物理编码子层(PCS)526、前向纠错(FEC)子层528、物理介质附件(PMA)子层530、物理介质从属(PMD)子层532和自动协商(AN)子层534。

可选的调解子层524仅仅在为MAC子层520和PCS子层526定义的接口之间映射。PCS子层526提供加扰/解扰、数据编码/解码(具有能够实现时钟恢复和比特误差检测的传输码)、块和码元重新分配、PCS对准标记插入/移除以及块级别通道同步化和抗偏斜(deskew)。为了通过物理层522的部件实现误码率估计，PCS对准标记典型地包括从通道中的直到并包括先前PCS对准标记的先前比特导出的比特交叉奇偶校验(BIP)值。

FEC子层528提供例如里德-所罗门编码/解码，其跨通道分布具有受控冗余性的数据块以实现纠错。在一些实施例中(例如，根据IEEE标准802.3的第91条或提议的第134条)，FEC子层528修改通道的数量(第91条提供20到4通道转换)。

PMA子层530提供通道重新映射、码元编码/解码、成帧(framing)和八位位组/码元同步化。PMD子层532指定发射/接收的信道信号与对应的比特(或数字码元)流之间的收发器转换。可选的AN子层534被示为PMD子层532的内部元件，并且其实现通信信道的初始启动，从而在进入正常操作阶段之前进行自动协商阶段和链路训练阶段。自动协商阶段使端部节点能够交换关于其能力的信息，并且训练阶段使得端部节点能够以对抗信道非理想性的方式适配发射侧和接收侧均衡化滤波器两者。插座536也被示为PMD子层532的部分以表示物理网络接口端口。

连接器300、301具有插头302、303，插头302、303与两个主机设备500、501的插座536配合。在每个连接器内，DRR设备可实现面向主机的物理层520、面向中心的物理层522、以及将两个物理层桥接在一起的数据链路层540。在一些实施例中，每个连接器内的内部子层中的一个或多个内部子层(例如，FEC、PCS、调解、MAC)被整体绕过或省略，以降低面积要求和/或降低功率。关于子层的操作的更多信息以及节点与通信介质之间的连接的电气和物理规范(例如，引脚布局、线路阻抗、信号电压和定时)、以及通信介质本身的电气和物理规范(例如，铜电缆中的导体布置、衰减限制、传播延迟、信号偏斜)可以在当前的以太网标准中找到，并且任何这样的细节都应该被认为是在本领域普通技术人员的知识范围内。

MAC、调解、PCS、FEC、PMA和PMD子层可被实现为专用集成电路系统，以实现高速率处理和数据传输。接收器集合320和发射器集合322可实现PMA和PMD子层。

图6是说明性本地发射器-接收器对(收发器)的框图，该本地发射器-接收器对(收发器)可以是集合320、322的构件。发射器602在TXD总线上接收信道位或码元的块，以用于以“信道_输出”信号的形式进行传输。发射器602包括锁相环(TXPLL)604，锁相环(TXPLL)604将参考时钟信号(由开关605选择的“发射器_参考_时钟”或“接收器_参考_时钟”)转换成控制并行到串行转换器(P2S)电路610的定时的调制时钟。在正常操作期间，多路复用器608将来自TXD总线的信道位或码元的块供应到P2S电路610。P2S电路将这些块转换为数字数据流。发射滤波器612(也被称为预均衡滤波器)将数字数据流转换为具有频谱整形的模拟电信号，以对抗信道劣化。驱动器614放大模拟电信号以驱动信道输出(“信道_输出”)节点。

在训练操作期间，多路复用器608阻挡来自TXD总线的信息，替代地向P2S电路610供应来自训练控制器606的训练帧。训练控制器606基于从本地接收器622接收的收敛状态和发射滤波器系数调整(“本地_信息”)来生成训练帧。也就是说，除了训练模式之外，训练帧可包括要由信道的远端使用的反向信道信息。训练帧包括由当前以太网标准(IEEE标准802.3)的相关部分指定的训练序列。

训练控制器606进一步接受由本地接收器622从所接收的、由本地端节点发送的训练帧中提取的反向信道信息(“反向_信息”)。训练控制器将对应的调整应用于发射滤波器612的系数。在训练阶段结束时，多路复用器608开始将TXD块转发到P2S电路610。

回送路径615将“信道_输出”节点连接到开关616，开关616在“信道_输出”信号和从远程发射器接收到的模拟电信号(“信道_输入”)之间选择。开关616将所选择的信号供应到接收器622中的可选低噪声放大器(LNA)624。如果被包括，则LNA 624提供高输入阻抗以使信道负载最小化并放大所接收的电信号以驱动连续时间线性均衡(CTLE)滤波器626的输入。CTLE滤波器626提供连续时间滤波以对信号频谱进行整形，从而减小信道脉冲响应的长度，同时使码间干扰(ISI)最小化。解调器628对经滤波的信号进行操作以检测每个传输的信道位或码元，由此产生解调的数字数据流。一些解调器实施例采用数字滤波器均衡和/或判决反馈均衡。串行到并行转换(S2P)电路630将数字数据流位或码元分组成块以用于在接收数据(RXD)总线上传送，从而使得能够以较低时钟速率进行后续的片上操作。

时钟恢复环路(CRL)电路632从经滤波的信号和/或数字数据流中提取时钟信号，并将其提供给解调器628以控制样本和码元检测定时。虽然某些构想的电缆实施例不支持自动协商，但是其他构想的实施例确实支持根据以太网标准的自动协商。当得到支持时，可以如发明人Yifei Dai、Haoli Qian和Jeff Twombly在2017年3月8日提交的题为“Ethernetlink extension method and device(以太网链路扩展方法和设备)”的PCT/CN2017/075961中所描述的那样实现自动协商。检测器或包信息提取器634针对自动协商阶段的结束和/或训练阶段帧的开始来监测接收信号。不论自动协商是否得到支持，可在制造过程期间执行训练阶段，以设置用于完成的电缆的均衡参数的初始值。

在训练阶段期间，滤波器适配电路636测量解调器的决策元件的输入和输出之间的误差，根据关于自适应滤波的文献中的公知技术采用该误差来确定对CTLE滤波器626、解调器628中包含的任何滤波器、以及本地发射器(在回送期间)或远程发射器的发射滤波器612中的系数的调整，并进一步操作以确定是否已实现收敛。适配电路636调整本地元件626、628的系数值并输出本地生成的信息(“本地_信息”)，这包括发射滤波器系数调整和收敛状态。在系统支持使用反向信道的情况下，“本地_信息”被提供给以反向方向在同一数据通道上进行通信的本地发射器602。本地发射器经由反向信道将发射滤波器调整和收敛状态传送至“信道_输入”信号的源。在那种情况下，所接收的信号包括来自“信道_输入”信号的源的反向信道信息。包信息提取器634检测反向信道信息(“反向_信息”)并将其传递到本地发射器602，以用于在调整发射滤波器612的参数中使用。如下文进一步讨论，在没有反向信道的情况下，可经由主机接口将“本地_信息”传送至测试装置。一旦实现收敛，接收器622就准备好开始正常操作。

图7是提供CRL电路632的更多细节的框图。存在用于解调器628的各种配置，其进行操作以将连续时间经滤波信号702转换为所接收的数据流708，但是每个配置至少采用模数转换器704，模数转换器704以由采样时钟705确定的采样时刻对信号进行采样(或过采样和内插)。解调器628进一步包括至少一个判决元件706，判决元件706通常通过将信号样本与一个或多个判决阈值进行比较来确定该样本最接近地表示哪个信道码元。

尽管在公开文献中已知并描述了各种时钟恢复环路的实现，但在图7中示出了说明性实现方式以帮助读者的理解。定时检测器710从判决元件706的输入和输出导出定时误差估计。(在Mueller和Muller的“Timing recovery in digital synchronous datareceivers(数字同步数据接收器的定时恢复)”，IEEE通信期刊，1976年5月，第24卷第5号，第516-531页中阐述了设计定时检测器的原理，并且在题为“Precompensator-basedquantization for clock recovery(用于时钟恢复的基于预补偿器的量化)”的美国专利16/110,594中阐述了某些特定估计器。)定时环路滤波器712对估计的定时误差信号进行滤波以获得用于相位插值器720的相位偏移信号719。在图7的实施例中，定时环路滤波器712是具有求和器714的二阶比例积分(PI)滤波器，其沿着第一路径接收定时误差信号的比例(即，通过常数系数k

相位插值器720还接收来自锁相环(PLL)722的时钟信号。相位偏移信号719通过以使定时误差的期望值最小化的方式调整时钟信号的相位来使相位插值器720产生采样信号505。换言之，相位偏移信号补偿时钟信号相对于模拟数据信号的频率偏移和相位误差两者，由此将采样时钟与模拟接收信号中的数据码元相位对齐。

由PLL 722产生的时钟信号是来自参考振荡器724的参考时钟信号的倍频形式。压控振荡器(VCO)726将时钟信号提供给相位插值器720和计数器728两者，计数器728将时钟信号的频率除以恒定模数N。计数器将分频时钟信号提供给相位频率检测器(PFD)730。PFD330可以使用电荷泵(CP)作为确定哪个输入(即，分频时钟信号或参考时钟信号)具有比另一者更早或更频繁的转换的部分。低通滤波器732对PFD 730的输出进行滤波以向VCO726提供控制电压。选择滤波器系数，使得分频后的时钟与参考振荡器相位对齐。

在前述的说明性实现的上下文的情况下，我们现在转向一种用于评估SerDes设备的时钟质量、并且尤其是其可耦合到的接收器以及本地和远程发射器的时钟质量的方法。为了实现该方法，将相位偏移信号719耦合到将根据需要(周期性地或按需地)捕获的存储器缓冲器730以供分析。将处理器732(诸如控制器310)耦合到存储器缓冲器730以分析相位偏移信号，如下文进一步描述的。在其他时钟恢复环路实现中，可以捕获并分析包含经补偿的相位偏移信息的其他信号。

参考时钟724具有相对低的频率(例如500kHz)，PLL对该频率进行乘法以获得期望的采样频率(例如25GHz)，这取决于CRL跟踪的发射器和接收器之间的频率和相位偏移。CRL具有有限带宽(例如4MHz)，以确保在存在信道噪声的情况下具有良好的性能。在该带宽内，可以分析相位偏移信号以表征定时抖动的概率分布和频谱。(CRL带宽外部的任何抖动保持未经补偿并且将以极大的误差率的形式出现。)

如果发射器和接收器时钟精确匹配，则相位偏移信号719将具有恒定值。更典型地，相位偏移信号将表现出变化。处理器732可通过首先执行线性拟合以确定并移除频率偏移来分析相位偏移信号。注意，文献中提供了许多技术来应对在进行线性拟合时的相位环绕。例如，可确定信号导数的概率分布，并且该分布的最大模可被取为线的斜率。在确定并移除斜率之后，可以计算信号平均值以确定线的偏移。

一旦已经确定并移除相位偏移信号的线性趋势，随后处理器就可以在剩余相位误差的方面来表征定时抖动。除了其他方面，处理器可以计算剩余相位误差的方差、标准差(均方根)、分布(直方图)和/或频谱(离散傅里叶变换)。虽然方差或标准差对于指示抖动的总体水平是有用的，但是分布和频谱对于诊断其他潜在问题是有用的。近似高斯分布可指示正常操作，而相对均匀分布可指示差的跟踪性能。频谱中的峰值指示相位误差中的音调(tone)，潜在地指示通信信号之间或振荡器之间的串扰。

如果发射器和接收器使用共享时钟，则抖动测量结果仅表示由PLL(TXPLL 604和RXPLL 722)和CRL 632引入的相位误差的功率之和。如果发射器和接收器使用独立的时钟，则抖动测量结果是由PLL、CRL、发射器时钟和接收器时钟引入的相位误差的功率和。对于回送测量结果，发射器和接收器时钟抖动通常非常相似(即，TXPLL抖动等于RXPLL抖动，并且发射器时钟抖动等于接收器时钟抖动)。如果需要额外的准确性，则通常可以在发射器生成交替码元的训练模式期间例如使用示波器直接测量发射器时钟和PLL抖动。此类“信道_输出”信号抖动的示波器测量结果可在工厂做出并且存储在存储器中，以用于与分开的时钟回送抖动测量结果一起使用。类似地，可以确定参考时钟抖动并从“信道_输出”信号抖动中减去参考时钟抖动以估计TXPLL抖动，该TXPLL抖动是可存储在存储器中以用于与共享时钟回送抖动测量结果一起使用的另一个值，如下面详细描述的。

考虑到这些观察，图8示出了可由控制器310实现的说明性抖动评估方法的流程图。在框801中，控制器通过使用分开的时钟(例如，将开关605设置成选择“发射器_参考_时钟”)将收发器配置成用于回送操作(例如，将开关616设置成选择回送路径615)。在框803中，存储器730(324)在传输的“信道_输出”信号的接收期间捕获相位偏移信号。在框805中，控制器分析所捕获的数据以移除线性趋势并表征剩余相位误差，确定概率分布、标准差和频谱。

在框811中，控制器通过使用共享的时钟(例如，将开关605设置成选择“接收器_参考_时钟”)将收发器配置成用于回送操作(例如，将开关616设置成选择回送路径615)。在框813中，存储器730(324)在传输的“信道_输出”信号的接收期间捕获相位偏移信号。在框815中，控制器分析所捕获的数据以移除线性趋势并表征剩余相位误差。

在框817中，控制器将收发器配置成用于正常操作(例如，将开关616设置成选择“信道_输入”)并且确定远程收发器使用共享的参考时钟(例如，如果它是相同开关的部分)还是独立的参考时钟。

在框821中，控制器使用分开的时钟回送抖动测量结果(如果远程发射器使用的是与接收器分开的参考时钟)或共享的时钟回送抖动测量结果(如果远程发射器使用共享的参考时钟)来估计接收器抖动。从分开的时钟回送抖动测量结果中减去来自存储器的“信道_输出”抖动测量结果或从共享的时钟回送抖动测量结果中减去来自存储器的TXPLL抖动测量值，以估计接收器抖动。替代地，现场测试器收集“信道_输出”抖动测量结果或TXPLL抖动测量结果以用于估计接收器抖动。这完成了过程的校准阶段，尽管可周期性地重复该校准过程。

在框823中，存储器730(324)在“信道_输入”信号的接收期间捕获相位偏移信号。在框825中，控制器分析所捕获的数据以移除线性趋势并表征剩余相位误差，确定概率分布、标准差和频谱。这些测量结果表示总链路抖动。

在框827中，控制器估计远程发射器的时钟抖动。在一个实施例中，控制器从框825的链路抖动测量结果中减去接收器抖动，以估计远程发射器抖动。

在框828中，控制器相对于预设限制评估远程发射器抖动。例如，可将方差与给定限制进行比较，或者可以将任何频谱峰值的幅度与预设的阈值进行比较。如果超过限制，则在框829中控制器可以设置警报信号。警报信号可以是设置错误寄存器中的位、点亮外壳上的LED、向开关的管理结构或向用于设施的中央控制服务的消息的传输、或以其他方式向用户或技术人员发送信号表明需要进行进一步调查以确保可靠的连接。在框830中，控制器(在产品测试期间)向测试装备或(在现场)向交换机端口、内部交换机控制器或指定的监测服务报告抖动测量结果。

一旦完全了解以上公开内容，则众多替代形式、等效物和修改方案对于本领域技术人员将变得显而易见。旨在将权利要求书解释为涵盖包含在所附权利要求书的范围内的所有这些替代形式、等效物和修改方案。