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【转】PRBS(Pseudo Random Binary Sequence)介绍

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原文地址:http://blog.c114.net/html/15/562315-78223.html

PRBS是Pseudo Random Binary Sequence的缩写,即“伪随机二进制序列”的意思。PRBS码具有“随机”特性,是因为在PRBS码流中,二进制数“0”和“1”是随机出现的,但是它又和真正意义上的随机码不同,这种 “随机”特性只是局部的,即在周期内部,“0”和“1”是随机出现的(码流生成函数与初始码确定后,码流的顺序也是固定的),但各个周期中的码流却是完全相同的,所以我们称其为“伪”随机码。

PRBS码的周期长度与其阶数有关,常用的阶数有7、9、11、15、20、23、31,也就是我们常说的PRBS7、PRBS9、PRBS11、PRBS15、PRBS20、PRBS23、PRBS31。

对于n阶PRBS码,每个周期的序列长度为2n-1,在每个周期内,“0”和“1”是随机分布的,并“0”和“1”的个数相等,连“1”的最大数目为n,连“0”的最大数目为n-1(反转后就是n-1个连“1”和n个连“0”)。下图是常用阶数码流参数统计表:

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在对高速信号链路进行误码测试时,基本上都是利用PRBS码流来模拟真实的线网码流环境,因为在线网中,所有的数据都是随机出现的,没有任何规律可言,而PRBS码流在一定程度上具有这种“随机数据”特性,二进制“0”和“1”随机出现,其频谱特征与白噪声非常接近。PRBS码流的阶数越高,其包含的码型就越丰富,就越接近真实的线网环境,测试的结果就越准确。

一个PRBS序列可以串/并转换成多路(2、4、8、16…路),每路输出的速率降低,但仍然保持原序列的一切特征;反之,同一时钟源低速率多路(2、4、8、16…路)同一n数的PRBS可以经并/串转换成高速率的n阶PRBS。

PRBS码型发生器由移位寄存器和异或门(XOR)组成,如下图所示:

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标准的PRBS码流中,二进制数“0”和“1”的比例是相等的,但是在某些特点测试场合下,要求加大码流中“0”或“1”的比重,这就有了Variable Mark Ratio Quasi-PRBS,此码也是以PRBS码为基础的,常见的Mark Ratio有1/8,1/4,3/3和7/8(标准PRBS码的Mark Ratio为1/2),如下图所示:

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将1/4、3/4 Mark RatioPRBS码流进行反转便可得到3/4、7/8 Mark Ratio PRBS码流。

1).1/4 Mark Ratio PRBS码流中,二进制数“1”的比例占1/4,“0”的比例占3/4;

2).3/4 Mark Ratio PRBS码流中,二进制数“1”的比例占3/4,“0”的比例占1/4;

3).1/8 Mark Ratio PRBS码流中,二进制数“1”的比例占1/8,“0”的比例占7/8;

4).7/8 Mark Ratio PRBS码流中,二进制数“1”的比例占7/8,“0”的比例占1/8;


参考阅读:

1、http://blog.kurttomlinson.com/posts/prbs-pseudo-random-binary-sequence

2、https://en.wikipedia.org/wiki/Pseudorandom_binary_sequence

3、http://www.xilinx.com/support/documentation/application_notes/xapp884_PRBS_GeneratorChecker.pdf