现在的高速串行总线采用8B/10B编码已是潮流,还有预加重(Pre-emphasis),去加重(Deemphasis),嵌入式时钟等都是比较重要的概念。

        在测试的过程中,怎么样抓取所需要的信号是个关键,比如PCI Express、光纤通道等测试就显得很简单,它会自动发出一连串的Compliance pattern供测试用。但是对于以太网、1394等,就没有那么简单了,这需要各个芯片厂商的支持才行,用户需要从芯片厂商那里获取如何开启芯片的寄存器,使芯片进入所谓的测试模式(test mode),发出想要的图案(pattern)或是数据包(package),这样就能抓取想要的信号,从而验证它的品质了。

 

高速串行总线的信号完整性验证的基本方法解析

说到抓取信号,当然离不开仪器探头之类的东西了,但是对于不同技术规格的信号,应该有不同的选择要求,如带宽、上升时间、灵敏度、采样率等,这些可以跟仪器厂商联系,他们会有一些解决方案,但是这些基本的东西需要用户自己掌握,因为很多测试仪器的价格可是不菲的。

---  当工程师抓取到信号时,就可以测试了。现在很多仪器厂商会提供一些傻瓜式应用程序,只需用户单击一下run或是start,就可以帮用户完成大部分测试,并且还会自动生成报告。但工程师也不能过分依赖仪器厂商,一来这些应用软件很多时候并不是免费的,而且还价格昂贵,二来仪器厂商也不是万能的,有的时候,有的参数还得靠自己一个一个去测量,其实这才是体现工程师价值的时候。下面就以光纤通道信号的测试作为实例简单介绍一下。

        测量信号为Fibre Channel(FC),信号的速率为2.125Gbps。根据信号速率,选择了一台7GHz带宽,20GSPS采样速率的实时示波器Tektronix TDS7704B。探头为为5GHz带宽的差分探头P7350,注意,示波器里面必须具有CDR(clock distract recovery)模块,因为这些高速串行总线的时钟都是嵌入在数据中,所以需要CDR去从数据中恢复出时钟信号,这样才能去采样信号。还有一个就是实时串行数据分析软件,如泰克的RT-eye软件。

高速串行总线的信号完整性验证的基本方法解析

目前这个软件可以完成光纤通道信号大部分的测试项目,如眼图、抖动、上升时间、下降时间、eye height、eye width、Jitter@BER、Dj、Rj、eye opening@BER、速率、UI,还可以画浴盆曲线、统计图、直方图等。图2为实际2.125GHz光纤通道信号的测试结果,图3是2.5GHz的PCI Express总线信号的测试结果。