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之前一直在講高速串行的協議，MAC，PHY，PMD層，PMA層嗎，PCS層。。。看大家回答的數量也不是很多，弱弱的問一句大家都消化了嗎？的確，講到各個層的功能，數據在芯片內部如何去運作協調這方面的確有點高深。其實坦白說哈，作爲同組的一員，我也對上面的文章和劉工深感佩服（點贊點贊）。既然上層的東西不那麼好理解的話，我們還是說回點接地氣的吧。我們知道，無論上層如何運作，最終還是要去到物理層上面去，最終我們的數據就在上面傳輸，而傳輸的方式就是各種不同速率的碼型。從本期開始，我們將介紹下關於碼型的一些東西。
PRBS：Pseudo-Random Binary Sequence，中文翻譯叫做僞隨機二進制序列，江湖人簡稱它爲僞隨機碼。做過測試的朋友們都應該特別熟悉，就是使用PRBS這種僞隨機碼進行高速串行通道的測試，主要是測試誤碼率的情況，例如我們常用的一些協議，PCIE，USB，以太網或者下圖的光模塊的測試等等……
當然我們信號高速串行信號仿真的時候，也會有各種prbs碼型進行，一個10G-SFP+光模塊PCB通道的仿真模型如下：
爲什麼業界公認選擇這種prbs碼型進行測試（仿真）呢？主要原因是這種碼型與真實鏈路的數據傳輸情況非常接近。因爲在真實情況中，所以的數據組合都是隨機出現的，沒有任何規律可言。 而PRBS 的碼流在很大程度上具有這種“隨機數據”的特性，“0”和“1”隨機出現，這種碼流的頻譜特徵和白噪聲非常接近，所謂“白噪聲”就是在一個比較寬的頻域裏功率密度譜均勻分佈，也就是所有的頻率都具有相同的能量，因此該碼型能夠模擬各種不同頻率數據組成的情況，使測試更符合真實的情況。
那prbs這種隨機碼真的就是沒有任何規律的嗎？？當然不是，不然的話爲什麼還要分prbs1-31那麼多種呢。之所以要叫僞隨機碼，其實就是碼流在週期內部是隨機的，但是在各個週期裏面又是完全相同的。咋一看，好像說了等於沒有，大家可能有疑問，在週期內部是隨機的，那不還是隨機嘛？其實這個隨機是要打個問號的，正確來說是“有順序的隨機”。所謂順序就是通過不同階數的prbs碼來體現，例如，我們常用的有階數7、9、11、15、20、23、31，也就是我們常說的PRBS7、PRBS9、PRBS11、PRBS15、PRBS20、PRBS23、PRBS31。
前面說了，不同的階數會有不同的碼型，那它們之間有什麼規律呢？不同階數是怎樣生成碼型的呢？我們以PRBS3進行說明。
PRBS碼型是由PRBS碼型發生器產生的，下面是一個簡單發生器的示意圖：
架構很簡單，就由兩部分組成：移位寄存器和異或運算器。首先移位寄存器，顧名思義作用就是移位，1個bit發送後，把下一個bit推向前準備發送；異或運算，簡單點說就是兩個不一樣就是“1”，兩個一樣就是“0”，因此有“1”和“1”是0，“0”和“0”是0,“1”和“0”是1。那像上面這個PRBS3發生器，進行異或的位是第二位和第三位，因此用一個多項式命名它，叫做1+X2+X3。
這樣我們可以開始進行計算了。首先我們有一個初始狀態“111”。我們就有了下面這麼一個計算過程（畫得不好，大家看內容就好）。簡單說明一下，紅色爲異或運算過程，藍色爲每次移位後的bit，綠色爲輸出的數據bit，紫色說明繞一圈之後又回到了原先，循環了一次。
經過本文之後，大家是不是對感覺很高深神祕的prbs碼型有了更接地氣的認識和理解了呢？當然，本文舉例的prbs3是比較簡單的，感覺它沒經過幾位就可以循環一次了，大家推導起來也比較方便。