PAM3的基本原理

PAM3（3-Level Pulse Amplitude Modulation，三級(jí)脈沖幅度調(diào)制）是一種多電平調(diào)制技術(shù)，通過三個(gè)不同的信號(hào)電平（例如+1、0、-1）傳輸數(shù)據(jù)。每個(gè)符號(hào)周期可攜帶約1.5比特信息，與其它PAM類似，通過增加電平數(shù)量來提升數(shù)據(jù)傳輸效率。在PAMn的選擇上，一是需要提升數(shù)據(jù)傳輸效率，以滿足越來越高的數(shù)據(jù)速率需要；二是需要平衡信號(hào)完整性問題與實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度帶來的挑戰(zhàn)。

PAM3通過三個(gè)電平（如+1、0、-1）編碼數(shù)據(jù)，每?jī)蓚€(gè)碼元周期傳輸三比特?cái)?shù)據(jù)：

因此，PAM3相較NRZ，帶寬提升50%；同時(shí)相較PAM4，對(duì)于信噪比的要求更低，并且設(shè)計(jì)和制造上的成本、復(fù)雜度適中。

使用PAM3的協(xié)議

目前，PAM3技術(shù)已在多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用：

GDDR7

每?jī)蓚€(gè)周期傳輸3位數(shù)據(jù)，單通道速率可達(dá)32 Gbps，帶寬較GDDR6提升近一倍。

使用PAM3接口，信噪比（SNR）較NRZ提升，應(yīng)用于高性能顯卡AI計(jì)算及車載GPU。

車載以太網(wǎng)（如100BASE-T1）

在車載短距離通信中，PAM3通過降低信號(hào)擺幅減少電磁干擾（EMI），適應(yīng)嚴(yán)苛的車規(guī)環(huán)境。

支持高可靠性和低延遲，適用于自動(dòng)駕駛傳感器網(wǎng)絡(luò)。

USB4 v2

與 PAM-4 相比，適用于 USB4 v2 的 PAM-3 可提供更大的眼圖開度，且更容易實(shí)現(xiàn)。使用 PAM-3 時(shí)，波特率會(huì)從 20Gbps 提高到 25.6Gtps；并且可以復(fù)用現(xiàn)有的 USB-C 電纜和連接器做到這一點(diǎn)。對(duì)于USB4v2，PAM3的實(shí)現(xiàn)方式是使用11b/7t編碼器進(jìn)行傳輸，并使用相應(yīng)的7t/11b解碼器進(jìn)行接收。

PAM3調(diào)制的信號(hào)完整性驗(yàn)證

在做通道分析驗(yàn)證時(shí)，可以使用巨霖SIDesigner的理想通道器件提供的PAM3調(diào)制功能，利用統(tǒng)計(jì)眼圖仿真。原理圖搭建如下（以USB4v2為例）：

使用均衡前:

接收端使用DFE單抽頭自動(dòng)均衡后:

工程師可以基于眼圖測(cè)量結(jié)果，結(jié)合協(xié)議規(guī)定對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)估、驗(yàn)證和可能的優(yōu)化。