采用并行總線的另外一個問題在于總線的吞吐量很難持續提升。對于并行總線來說， 其總線吞吐量=數據線位數×數據速率。我們可以通過提升數據線的位數來提高總線吞吐  量，也可以通過提升數據速率來提高總線吞吐量。以個人計算機中曾經非常流行的PCI總  線為例，其**早推出時總線是32位的數據線，工作時鐘頻率是33MHz,其總線吞吐量=  32bit×33MHz;后來為了提升其總線吞吐量推出的PCI-X總線，把總線寬度擴展到64位， 工作時鐘頻率比較高提升到133MHz,其總線吞吐量=64bit×133MHz。是PCI插槽  和PCI-X插槽的一個對比，可以看到PCI-X由于使用了更多的數據線，其插槽更長。

但是隨著人們對于總線吞吐量要求的不斷提高，這種提升總線帶寬的方式遇到了瓶頸。首先由于芯片尺寸和布線空間的限制，64位數據寬度已經幾乎是極限了。另外，這64根數據線共用一個采樣時鐘，為了保證所有的信號都滿足其建立保持時間的要求，在PCB上布線、換層、拐彎時需要保證精確等長。而總線工作速率越高，對于各條線的等長要求就越高，對于這么多根信號要實現等長的布線是很難做到的。

用邏輯分析儀采集到的一個實際的8位總線的工作時序，可以看到在數據從0x00跳變到0xFF狀態過程中，這8根線實際并不是精確一起跳變的。 模擬信號和數字信號的相互轉換；測量數字信號測試配件

數字信號的時域和頻域

數字信號的頻率分量可以通過從時域到頻域的轉換中得到。首先我們要知道時域是真實世界，頻域是更好的用于做信號分析的一種數學手段，時域的數字信號可以通過傅里葉變換轉變為一個個頻率點的正弦波的。這些正弦波就是對應的數字信號的頻率分量。假如定義理想方波的邊沿時間為0,占空比50%的周期信號，其在傅里葉變換后各頻率分量振幅。

可見對于理想方波，其振幅頻譜對應的正弦波頻率是基頻的奇數倍頻(在50%的占空比下)。奇次諧波的幅度是按1"下降的(/是頻率)，也就是-20dB/dec(-20分貝每十倍頻)。 測量數字信號測試配件數字信號可通過分時將大量信號合成為一個信號（稱復用信號），通過某個處理器處理后，再將信號解復用；

要把并行的信號通過串行總線傳輸，一般需要對數據進行并/串轉換。為了進一步減少傳輸線的數量和提高傳輸距離，很多高速數據總線采用嵌入式時鐘和8b/10b的數據編碼方式。8b/10b編碼由于直流平衡、支持AC耦合、可嵌入時鐘信息、抗共模干擾能力強、編解碼結構相對簡單等優點，在很多高速的數字總線如FiberChannel、PCIe、SATA、USB3.0、DisplayPort、XAUI、RapidIO等接口上得到廣泛應用。圖1.20是一路串行的2.5Gbps的8b/10b編碼后的數據流以及相應的解碼結果，從中可以明顯看到解出的K28.5等控制碼以及相應的數據信息。

高速數字接口與光電測試

看起來我們好像找到了解決問題的方法，但是，在真實情況下，理想窄的脈沖或者無限 陡的階躍信號是不存在的，不僅難以產生而且精度不好控制，所以在實際測試中更多使用正 弦波進行測試得到頻域響應，并通過相應的物理層測試系統軟件進行頻域到時域的轉換以 得到時域響應。相比其他信號，正弦波更容易產生，同時其頻率和幅度精度更容易控制。矢 量網絡分析儀(Vector Network Analyzer,VNA)可以在高達幾十GHz 的頻率范圍內通過  正弦波掃頻的方式精確測量傳輸通道對不同頻率的反射和傳輸特性，動態范圍可以達到 100dB以上，所以在現代高速數字信號質量的分析中，會借助高性能的矢量網絡分析儀對高 速傳輸通道的特性進行測量。矢量網絡分析儀測到的一段差分傳輸線的通道損 耗及根據這個測量結果分析出的信號眼圖。
數字通信的帶寬表征為：bit的傳輸速率；

為了提高信號在高速率、長距離情況下傳輸的可靠性，大部分高速的數字串行總線都會采用差分信號進行信號傳輸。差分信號是用一對反相的差分線進行信號傳輸，發送端采用差分的發送器，接收端相應采用差分的接收器。圖1.13是一個差分線的傳輸模型及真實的差分PCB走線。

采用差分傳輸方式后，由于差分線對中正負信號的走線是緊密耦合在一起的，所以外界噪聲對于兩根信號線的影響是一樣的。而在接收端，由于其接收器是把正負信號相減的結果作為邏輯判決的依據，因此即使信號線上有嚴重的共模噪聲或者地電平的波動，對于的邏輯電平判決影響很小。相對于單端傳輸方式，差分傳輸方式的抗干擾、抗共模噪聲能力 提高。 數字設備是由很多電路組成來實現一定的功能，系統中的各個部分通過數字信號的傳輸來進行信息和數據的交互。測量數字信號測試配件

數字信號的預加重（Pre-emphasis）;測量數字信號測試配件

數字信號并行總線與串行總線(Parallel and Serial Bus)

雖然隨著技術的發展，現代的數字芯片已經集成了越來越多的功能，但是對于稍微復雜  一點的系統來說，很多時候單獨一個芯片很難完成所有的工作，這就需要和其他芯片配合起  來工作。比如現在的CPU的處理能力越來越強，很多CPU內部甚至集成了顯示處理的功  能，但是仍然需要配合外部的內存芯片來存儲臨時的數據，需要配合橋接芯片擴展硬盤、 USB等接口；現代的FPGA內部也可以集成CPU、DSP、RAM、高速收發器等，但有些  場合可能還需要配合用的DSP來進一步提高浮點處理效率，配合額外的內存芯片來擴展  存儲空間，配合用的物理層芯片來擴展網口、USB等，或者需要多片FPGA互連來提高處  理能力。所有這一切，都需要用到相應的總線來實現多個數字芯片間的互連。如果我們把  各個功能芯片想象成人體的各個功能，總線就是血脈和經絡，通過這些路徑，各個功能  模塊間才能進行有效的數據交換和協同工作。 測量數字信號測試配件