一、介绍
本人遇到了设备接HDMI显示器，闪屏、花屏等现象，从信号质量上检查问题。
眼图是在数字信号传输和通信领域中用于评估信号质量和稳定性的一种重要工具。它通过捕捉和显示多个数据位传输的脉冲波形来呈现信号特性的图形化表示。眼图提供了有关信号传输质量的关键指标，帮助工程师在设计、测试和优化数字通信系统时进行准确的评估。
眼图的功能和应用场景如下：
评估信号质量：眼图通过显示信号的波形和开放度，可以直观地评估信号的质量。较大的开放度表示信号传输质量良好，而较小的开放度可能表示信号传输存在问题，如抖动、噪声或失真。
检测抖动：抖动是数字信号传输中常见的时序不稳定性，导致信号边缘波动。通过眼图，工程师可以观察信号边缘的波动情况，准确测量和分析抖动水平，以便采取相应的抖动抑制措施。
优化信号传输系统：眼图帮助工程师在设计和优化数字通信系统时确定信号传输中的问题，并采取相应的措施来改善信号传输质量。例如，调整预加重、去加重等参数来增强信号的高频能量，降低频率失真。
评估通道特性：眼图可以用于评估信号在传输通道中的特性。通过在不同条件下捕捉眼图，工程师可以了解信号在不同通道条件下的传输表现，并根据评估结果进行优化。
检测信号干扰：眼图可以帮助检测信号传输过程中的噪声、交叉干扰等问题。工程师可以根据眼图分析结果来采取合适的噪声抑制和干扰消除方法，提高信号传输的可靠性。
验证产品性能：在数字通信设备和芯片的生产过程中，眼图是一种常用的测试工具，用于验证产品的性能是否符合规格要求。
二、眼图及参数
眼图的形成
眼图是通过捕捉和叠加多个数据位传输的脉冲波形来形成的。在数字信号传输中，每个数据位都会产生一个波形脉冲，在信号传输过程中，这些波形脉冲会不断重叠。眼图通过将这些重叠的波形脉冲叠加在一起，形成一个图形化的表示，类似于人的眼睛，因此得名"眼图"。
形成眼图的过程如下：
信号采样：在信号传输过程中，接收端使用高速采样器对信号进行采样。采样器在固定的时间间隔内记录信号的电压值。
数据位对齐：在采样过程中，为了确保数据位的正确叠加，接收端需要将采样点与发送端的时钟信号进行对齐。
叠加波形：接收端将多个数据位的采样波形叠加在一起。对于每个数据位，其波形在垂直方向上叠加，形成眼图的开放区域。重复进行多次数据位传输，将所有波形叠加，形成完整的眼图。
观察和分析：通过观察眼图的开放度、交叉点、上升沿时间、下降沿时间等参数，工程师可以评估信号的质量和稳定性，识别潜在的问题并采取优化措施。
眼图的结构
眼图是一种图形化表示，用于评估数字信号传输质量和稳定性。它通过捕捉和叠加多个数据位传输的脉冲波形来形成。眼图的结构包括以下主要组成部分：
水平轴（Horizontal Axis）： 水平轴代表时间，通常以采样点或位时（bit time）为单位。每个数据位在传输过程中会产生一个波形脉冲，这些波形脉冲在水平轴上排列，形成眼图中的横向结构。
垂直轴（Vertical Axis）： 垂直轴代表信号的电压或幅度。每个数据位的波形脉冲在垂直轴上显示，较高的波形脉冲表示高电平，较低的波形脉冲表示低电平。
眼图开放区域（Eye Opening Region）： 眼图的开放区域是指位于波形脉冲中间的开放空间。这个开放区域是由多个数据位的波形脉冲叠加而成的，因此形成了一个类似人的眼睛的形状，得名"眼图"。开放区域的大小和形状反映了信号的质量和稳定性。较大的开放区域表示信号传输质量较好，较小的开放区域可能表示信号传输存在问题。
交叉点（Crossing Points）： 交叉点是指信号波形与参考线（通常为0V）交叉的时间点。交叉点表示信号的零点位置，即信号的开关阈值。眼图中的交叉点可以帮助观察信号的偏移和稳定性。
上升沿和下降沿（Rise Time and Fall Time）： 上升沿和下降沿是指信号从低电平到高电平和从高电平到低电平的转换时间。眼图中的上升沿和下降沿可以帮助观察信号边缘速率和波形的形状。
眼图的主要参数
抖动（Jitter）
抖动是指时钟信号或数据信号在传输过程中的时序不稳定性，导致信号边缘在时域上出现波动。抖动会影响信号的准确性和稳定性，可能导致数据误码和时序问题。
交叉点（Crossing Point）
交叉点是指信号波形与参考线（通常为0V）交叉的时间点。在眼图中，交叉点表示信号的零点位置，即信号的开关阈值。调整交叉点可以影响信号的偏移和稳定性。
上升/下降沿时间（Rise Time）
上升沿时间是指信号从低电平到高电平的转换时间。较短的上升沿时间表示信号的边缘变得更快，具有更大的带宽，但可能增加抖动。
下降沿时间是指信号从高电平到低电平的转换时间。与上升沿时间类似，较短的下降沿时间表示信号的边缘变得更快，但也可能增加抖动。
安全裕度（Margin）
安全裕度是指信号在传输过程中相对于阈值的保留空间，用于应对噪声和干扰，以确保信号的正确接收。较大的安全裕度表示信号传输更稳定和可靠。
开放度（Eye Opening）
开放度是指眼图中眼的开放程度，即数据位的波形脉冲在时域上的幅度范围。较大的开放度表示信号传输质量良好，较小的开放度可能表示信号传输存在问题。
垂直眼高（Vertical Eye Height）
垂直眼高是指眼图中上下两个开放区域的高度差。较大的垂直眼高表示信号在垂直方向上有更大的裕度，有助于抵抗噪声和时钟抖动。
水平眼宽（Horizontal Eye Width）
水平眼宽是指眼图中左右两个开放区域之间的宽度。较大的水平眼宽表示信号在水平方向上有更大的裕度，可以应对时钟抖动和频率失真。
时钟抖动（Clock Jitter）
时钟抖动是指时钟信号在传输过程中的不稳定性，可以影响信号的时序和稳定性。优化时钟抖动可以提高时钟信号的准确性和稳定性。
噪声（Noise）
噪声是信号传输中常见的干扰因素之一。优化噪声抑制措施可以降低信号中的噪声干扰，提高信号的信噪比，从而改善眼图的质量。
三、眼图优化
了解了上述参数，知道了什么是质量好的波形。
目前出现闪屏的信号波形见下图，可以说是眯着睁不开眼的惨不忍睹。
优化信号质量眼图的手段
预加重（Pre-emphasis）： 预加重是一种信号处理技术，用于在发送端增强高频分量，以抵消传输线路中的频率衰减。预加重有助于提高信号的高频能量，减少高频信号在传输过程中的损耗。这样做可以改善信号在接收端的眼图开放度，并提高信号传输质量。
去加重（Equalization）： 去加重是一种在接收端使用的信号处理技术，用于补偿传输线路中的频率失真。随着信号传输的距离增加，高频信号会受到更多的衰减，导致信号的形状失真。去加重技术可以根据传输线路的特性调整信号的频率响应，使得接收端能够更好地还原发送端的信号。这有助于改善眼图的开放度和稳定性，确保信号传输质量。
时钟恢复（Clock Recovery）： 在数字信号传输中，时钟同步非常重要。时钟恢复技术用于在接收端从信号中提取时钟信息，确保接收端的时钟与发送端同步。通过有效的时钟恢复，可以减少时钟抖动和时钟偏移，从而改善眼图的稳定性。
噪声抑制（Noise Suppression）： 噪声是信号传输中常见的干扰因素之一。通过使用合适的噪声抑制技术，可以减少信号中的噪声影响，提高信号的信噪比，从而改善眼图的清晰度和开放度。
码率匹配（Rate Matching）： 码率匹配是指在发送端和接收端之间匹配数据传输速率的过程。在数字信号传输中，码率匹配是必要的，以确保数据的准确传输。不正确的码率匹配可能导致时钟偏移和数据丢失，影响眼图的质量。
芯片设计和电路优化： 在硬件设计中，采用优化的电路和芯片设计也是优化眼图的关键。采用高性能的传输线路、合理的布局和屏蔽措施，可以降低信号传输中的损耗和干扰，提高眼图的稳定性和开放度。
结合问题本身来看，有如下几点优化项目：
换质量好的HDMI线，保障操作及传输质量；
可以调节预加重，cover信号的衰减去加重就不再我们负责范围内了；
调节参数完成后，图像质量见下图：
SOC HDMI接口输出的波形；
SOC HDMI接HDMI线材，在线材末端测量波形；
最终还是可以的，没有闪屏的现象了。
四、完整的测试数据
