论
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打开一个 800G DR8 光模块，电芯片里最贵、最耗功耗的那颗就是 DSP。很多人知道它"做数字信号处理"，但它到底在算什么？今天从信号链路的顺序，一步步拆开看。
**第一步：ADC 采样。** 800G 电口是 8 路 112Gbps PAM4 信号（8×100G 有效载荷）。DSP 前端先把模拟电信号数字化。PAM4 有 4 个电平，同样波特率下带宽需求是 NRZ 的一半，但代价是电平间隔只有 NRZ 的 1/3，对噪声和信道损耗极其敏感——这就是后面所有均衡算法存在的根本原因。
**第二步：时钟恢复与均衡。** 高速 SerDes 链路的损耗主要来自 PCB 走线、连接器和封装。DSP 里依次上阵：CTLE（连续时间线性均衡器）在模拟域先做粗补偿；ADC 之后，FFE（前馈均衡器）用多个抽头做线性均衡，补偿前导/后拖码间干扰；DFE（判决反馈均衡器）用已判决的符号反馈消除后拖 ISI，对付反射和非理想信道特别有效。接收端做完一轮，发射端还要做预加重/去加重，提前把高频分量抬起来。这一整套"组合拳"，本质上是在把被信道"糊掉"的眼图重新撑开。
**第三步：PAM4 解映射与符号判决。** 均衡后的信号做符号判决，把 4 电平映射回 2 比特。这一级的误码率叫"电口预纠错误码率"，典型工作点在 1e-4~1e-5 量级。
**第四步：FEC 前向纠错。** 800G 以太网用的是 KP4 FEC，即 RS(544,514) 里德-所罗门码。它能把约 2.4e-4 的预纠错误码率，纠到 1e-15 以下的输出误码率。代价是约 7% 的带宽开销和几十纳秒量级的编解码时延。这也是为什么"电口误码 2e-4 但业务零误码"是正常现象——FEC 的纠错能力就是这么设计的，前提是误码呈随机分布而非突发。
**第五步：成帧与协议处理。** DSP 还要做 256B/257B 转码、PCS 层处理、lane 间的 skew 对齐和重定时（retiming），把 8 路电信号整齐地交给光引擎（EML/硅光调制器驱动）。
**为什么 DSP 功耗这么高？** 112Gbaud PAM4 的 DSP，每秒要做上万亿次乘加运算，先进工艺下单颗 DSP 功耗可达数瓦，占整个模块功耗的大头。这也是 LPO（线性直驱，去掉 DSP）、LRO（半重定时）方案兴起的原因：用更干净的信道设计，换掉 DSP 的功耗和成本。但代价是链路预算变紧、对交换机 SerDes 要求更高——省下的功耗，要在系统级找回来。
理解 DSP 在算什么，排障思路就清晰了：眼图闭合先看均衡，误码突增先看 FEC 纠前误码，互操作问题先看预加重配置。DSP 是 800G 的"大脑"，读懂它，就读懂了高速互连的一半。
**第一步：ADC 采样。** 800G 电口是 8 路 112Gbps PAM4 信号（8×100G 有效载荷）。DSP 前端先把模拟电信号数字化。PAM4 有 4 个电平，同样波特率下带宽需求是 NRZ 的一半，但代价是电平间隔只有 NRZ 的 1/3，对噪声和信道损耗极其敏感——这就是后面所有均衡算法存在的根本原因。
**第二步：时钟恢复与均衡。** 高速 SerDes 链路的损耗主要来自 PCB 走线、连接器和封装。DSP 里依次上阵：CTLE（连续时间线性均衡器）在模拟域先做粗补偿；ADC 之后，FFE（前馈均衡器）用多个抽头做线性均衡，补偿前导/后拖码间干扰；DFE（判决反馈均衡器）用已判决的符号反馈消除后拖 ISI，对付反射和非理想信道特别有效。接收端做完一轮，发射端还要做预加重/去加重，提前把高频分量抬起来。这一整套"组合拳"，本质上是在把被信道"糊掉"的眼图重新撑开。
**第三步：PAM4 解映射与符号判决。** 均衡后的信号做符号判决，把 4 电平映射回 2 比特。这一级的误码率叫"电口预纠错误码率"，典型工作点在 1e-4~1e-5 量级。
**第四步：FEC 前向纠错。** 800G 以太网用的是 KP4 FEC，即 RS(544,514) 里德-所罗门码。它能把约 2.4e-4 的预纠错误码率，纠到 1e-15 以下的输出误码率。代价是约 7% 的带宽开销和几十纳秒量级的编解码时延。这也是为什么"电口误码 2e-4 但业务零误码"是正常现象——FEC 的纠错能力就是这么设计的，前提是误码呈随机分布而非突发。
**第五步：成帧与协议处理。** DSP 还要做 256B/257B 转码、PCS 层处理、lane 间的 skew 对齐和重定时（retiming），把 8 路电信号整齐地交给光引擎（EML/硅光调制器驱动）。
**为什么 DSP 功耗这么高？** 112Gbaud PAM4 的 DSP，每秒要做上万亿次乘加运算，先进工艺下单颗 DSP 功耗可达数瓦，占整个模块功耗的大头。这也是 LPO（线性直驱，去掉 DSP）、LRO（半重定时）方案兴起的原因：用更干净的信道设计，换掉 DSP 的功耗和成本。但代价是链路预算变紧、对交换机 SerDes 要求更高——省下的功耗，要在系统级找回来。
理解 DSP 在算什么，排障思路就清晰了：眼图闭合先看均衡，误码突增先看 FEC 纠前误码，互操作问题先看预加重配置。DSP 是 800G 的"大脑"，读懂它，就读懂了高速互连的一半。
