二進製序列指的是，a0, ..... , aN-1的N bit的序列，其中 aj∈{0，1}，j=0, 1, ..., N-1。

 

一個二進製序列中，包含m=∑aj個1, 以及N-M個0。

 

如果一個二進製序列的自相關函數

 

 

隻有兩個值

 

 

且

 

 

那麼，將這個二進製序列稱為偽隨機二進製序列pseudo-random binary sequence (PRBS)。c稱作PRBS的占空比（duty cycle)
，這個和時序信號裏的占空比的定義類似。

 

PRBS被稱為“偽隨機”的，是因為實際上它是確定的。它看上去是隨機的原因是，aj的值和序列中其它碼值無關，和真實的隨機序列類似。

 

如果每N bit就重複一下的話，偽隨機碼PRBS碼可以擴展到無窮位碼長。相對而言，大部分隨機碼流的碼長本質上是無窮長的（不重複），比如放射性信號的衰減或者白噪聲。N 位最大碼長的偽隨機碼，一般都是由線性反饋移位寄存器產生的。偽隨機碼的占空比一般都是1/2，並且，一個k位長度的寄存器
，產生的偽隨機碼的碼長為N=2K-1。偽隨機碼被廣泛應用在無線/有線通訊
，密碼學，仿真
，光譜分析法等。

 

 

PRBS信號是由PRBS碼形發生器生成的。PRBS發生器通常是由線性反饋移位寄存器（linear feedback shift registers
，LFSR）和異或電路組成。如下圖1是PRBS7的碼形發生器，其初始值是0000001
，本原多項式是X6+X7+1。即將寄存器的第6位和第7位做異或運算後
，輸入到寄存器的第1位，寄存器的第7位同時也是PRBS7發生器的輸出。

 

 

在圖一中可以看到，PRBS7最長是127bit(27-1)
， 理論上來說，7bit的2進製碼，一共會有27個不同組合，但是
，如果碼流全部為‘0’的時候，經過異或運算
，輸入到寄存器第一位的值還是0
， 這樣移位寄存器將會一直輸出為零，移位寄存器被死鎖。所以PRBS碼流不能全部為零。另外，PRBS7 碼流中最長的連續‘1’個數為7個，最長的連續‘0’個數為6個。127bit的連續碼流中，一共有64個‘1’，63個‘0’。

 

同理
，PRBSn的碼長為2n-1 bits，其中包括2n-1個‘1’，2n-1-1個‘0’。

 

一些常用的PRBS碼的本原多項式如下：

 

PRBS7 = X6+X7+1

PRBS9 = X9+X5+1

PRBS11 = X11+X9+1

PRBS15 = X15+X14+1

PRBS20 = X20+X3+1

PRBS23 = X23+X18+1

PRBS31 = X31+X28+1

 

 

串行總線的物理層測試通常分為發射機測試和接收機測試，又稱為TX測試和RX測試。發射機測試通常包括眼圖、抖動、信號波形、幅度
、上升下降時間等測試項目
，接收機測試通常包括誤碼率、抖動容限、接收機靈敏度等測試項目。對於眼圖測試、誤碼率和抖動容限測試，最常用的測試碼是PRBS，主要有PRBS7、PRBS15
、PRBS23和PRBS31。

 

PRBS7是目前10Gbps以下的串行總線中最常用的測試碼型，在ITU-TV.29規範中規定。PRBS7屬於短偽隨機碼型，與8b10b NRZ編碼的數據流很相似
，所以，在PCIe、SATA、XAUI、1000BASE-LX、FC、SAS等采用8b10b編碼的串行總線中，PRBS7是最常用的測試碼型，支持這些總線的芯片通常都可以輸出PRBS7測試碼型
，用於眼圖
、抖動或誤碼率測量。

 

PRBS7的碼流中最長的連1為7個
，最長的連0為6個
；而8b10b編碼中最長的連1為5，最長的連0也是5；因此，相比8b10b編碼，PRBS7可以產生的較低頻率的碼型。使用PRBS7作為驅動源
，在同一信道（比如背板上20inch長走線）上傳輸到接收端後得到眼圖和抖動，都比8b10b編碼的作為驅動源時的結果稍差些。這樣，PRBS7作為8b10b編碼的串行總線的測試碼型
，留出了一定的設計餘量。

 

10GBASE-KR標準裏特別標注了推薦的測試碼形為PRBS11。