【導讀】在這篇文章中，我們將詳細分析GMSL通道規范的基本組成部分，探討您需要了解的關鍵設計考量，并提供實用指導以幫助您避開常見陷阱。無論您是首次設計支持GMSL的系統，還是要優化現有系統，本指南都將為您提供清晰的思路，讓您能夠自信地開展工作。
GMSL通道
為了正確理解GMSL通道，不妨從長度維度來看：鍵合線長幾毫米，PCB走線長幾厘米，兩者僅占整個引腳到引腳通道的極小部分，其余則是長達數米的線纜。從串行器的引腳到解串器的引腳，通道中超過99.9%的部分不在我們的直接控制范圍內。
圖1：GMSL通道示例（IC已突出顯示）
圖2：通道規范中的GMSL通道定義
我們所能控制的，是產品保持穩健性能的邊界范圍，也就是我們能夠容忍的損耗，即插入損耗和回波損耗。
插入損耗和回波損耗
這兩項要求是決定GMSL系統所能使用的線纜長度的關鍵因素。插入損耗和回波損耗有多種解釋方式，但為了方便記憶，我的詮釋如下：
插入損耗：當元器件“插入”通道時損失的信號量。線纜通常是造成這種損耗的最主要原因，因為它是通道中最長的元件。
回波損耗：被反射后通過通道“返回”的信號量。這在較短通道（如短線纜或PCB走線）上更值得關注，因為反射能量衰減較少。
圖3：插入損耗用S12和S21表示，回波損耗用S11和S22表示
物理線纜會耗散信號能量，因此不可避免地會產生插入損耗。任何阻抗不匹配都會導致回波損耗，而由于存在制造容差，因此回波損耗也是不可避免的。
GMSL系統中使用的線纜應在實施前進行測量和評估，以確保系統插入損耗不超過GMSL通道規范中的要求。線纜引起的插入損耗過大會導致GMSL信號劣化，超出解串器的信號接收能力。
回波損耗可能不那么明顯，但其主要來源是連接器和PCB布線。線纜的制造工藝精良，阻抗符合要求，但PCB制造工藝和過多的連接器可能會增加多個阻抗不連續源。過多的回波損耗會導致GMSL收發器處反射的能量足以干擾發送和接收的信號。
開始設計之前，務必了解這些參數。使用矢量網絡分析儀可以輕松準確地測量這些參數。GMSL2硬件設計和驗證指南的末尾部分詳細介紹了具體的測量程序。
我在EngineerZone上舉辦了一場在線研討會，逐步講解了一個線纜計算示例。
我們還有一些很棒的GMSL U視頻，更深入地探討了插入損耗和回波損耗主題。
串擾
此外，還有另外兩項通道規范要求需要了解。GMSL2串擾規范對從高速鏈路（干擾源）和/或噪聲源到GMSL2鏈路的寄生耦合允許范圍作出了限制。
合理的布局規劃和屏蔽良好的線纜有助于大大降低附近噪聲源對GMSL信號的影響。主要干擾源是時鐘源、電源噪聲和輔助層上的走線。
我總是建議先布置GMSL走線，并在走線周圍設置一些設計約束，以在布置電路板其余部分時作為提醒。如需進一步解釋，可觀看另一個GMSL U視頻，其中詳細講解了串擾主題。
鏈路裕量
鏈路裕量規范非常重要，目的是確保鏈路有足夠的預算來應對信號幅度波動。這是在插入損耗和回波損耗要求之上的額外要求，旨在保證鏈路的穩健性。
因此，即使設計方案符合靜態插入損耗測量要求，我們也希望確保鏈路在信號波動時仍有裕量。
測量過程很簡單，發射器（串行器）逐步降低發射幅度，接收器（解串器）檢查是否發生任何類型的錯誤。一旦發生錯誤，就將當前發射幅度從起始幅度中減去，結果作為裕量返回。有關更多信息，請參考介紹鏈路裕量的GMSL U視頻。
結論
以堅實的GMSL通道規范為基礎，系統化地應對各種復雜情況。遵循我們介紹的指導原則，您將能夠創建性能可靠的GMSL系統。成功的關鍵在于提前規劃。
理論上，滿足所有上述要求后，鏈路理應無差錯運行，但實際情況并非總是如此。下個月，我們將開始研究信號鏈中可能出現的一些錯誤。
