预加重技术，Serdes预加重，本文涉及以下几个问题：
1,：什么是预加重？
2：用在什么地方？
3：为什么要预加重？
4：怎样预加重
5：最后
1：什么是预加重：
预加重技术是在数据向信道传输前为了减少码间串扰对数据传输电压上的一种预处理，有加重和去加重两种；
2：用在什么地方：
预加重常用在Serdes传输上。而Serdes传输技术又用在很重要的Pcie，Srio，Rapid I/O，以太网上。
3：为什么要预加重：
传输的信号在经过无源信道时会受到一些列的干扰，如高斯白噪声。在高速信号传输中最需要关心的趋肤效应，介质损耗。介质的阻抗，信号反射，会导致码间串扰（ISI），最后在接收端进行信号门限判决时会出错，信息不能有效传递。
趋肤效应：交变电流(alternating electric current, AC)通过导体时，由于感应作用引起导体截面上电流分布不均匀，愈近导体表面电流密度越大。这种现象称“趋肤效应”。趋肤效应使导体的有效电阻增加。频率越高，趋肤效应越显著。当频率很高的电流通过导线时，可以认为电流只在导线表面上很薄的一层中流过，这等效于导线的截面减小，电阻增大。
介质损耗：绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗叫介质损耗。在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角叫做介质损耗角，该角的正切值称为介质损耗因素。在高速信号传输中，信号的高频分量衰减要比低频分量的衰减大很多，传输线路表现出来的特性像一个低通滤波器。如下图所示。
在低速模型中往往忽略传输线上的电容和电感，但是高速下传输线上的电容电阻和电感就必须考虑了，因为信号变化的速率比较接近其时间常数的量级。下图是传输线的电学模型。
上图的模型是一个二阶电路，为了定性分析简化一下模型，如下一个简单的RC电路
可知C两端电压在理想状态下信号从0调到1，也就是低电平到高电平时这是一个零状态响应。通过三要素法Vc（∞）= Vin，Vc（0+）= 0，时间常数τ为RC，带入：f(t) = f(∞) + [ f(0+) – f(∞)*e ^(-t/τ) ]，得到V（t）= Vin（1 – e^(-t/RC) ）下图可以看到当达到2τ时间时接收端的电压才达到对应发送端电压的86.5%，所以电路中的电压，电流并不是和发送端成离散的状态，通常在发送数据时不希望长连0或者长连1，这样不利于serdes的时钟恢复，所以在发送端加扰0和1之间跳变会很频繁。事实上发送端信号也不可能是完全的离散值，原因也是发送端也不是理想模型但是却比传输线上要好一些。
当信号从高到低，同理也不是理想的，也是经过一个放电过程，具体分析同上类似，可以得到一个数字信号从1到0的一个放电过程图如下
4：怎样预加重(Pre-emphasis)：
- 预加重
前面已经介绍过了，信号传输线表现出来的是低通滤波特性，传输过程中信号的高频成分衰减大，低频成分衰减少。预加重技术的思想就是在传输线的始端增强信号的高频成分，以补偿高频分量在传输过程中的过大衰减。我们知道，信号频率的高低主要是由信号电平变化的速度决定的，所以信号的高频分量主要出现在信号的上升沿和下降沿处，预加重技术就是增强信号上升沿和下降沿处的幅度。如下图所示。
- 去加重(De-emphasis)：
去加重技术的思想跟预加重技术有点类似，只是实现方法有点不同，预加重是增加信号上升沿和下降沿处的幅度，其它地方幅度不变；而去加重是保持信号上升沿和下降沿处的幅度不变，其他地方信号减弱。如下图所示。
去加重补偿后的信号摆渡比预加重补偿后的信号摆幅小，眼图高度低，功耗小，EMC辐射小。
5：最后
这是最近在看serdes时看到的一个技术，并了解了一下，参考资料联系电路一些知识做了一些小总结。在进行FPGA设计后要进行实际的调试，但往往实际要注意的一些因素我们并在设计分析中没有考虑，这就常常导致bug，需要我们去定位解决。在排查问题时如果对每一个过程能有一定的了解，有时并不需要很深入，但却能大大减少工作量，不至于无从下手，而查到问题知道其中原理并针对优化和改进则是最后成功的不二法门。
