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满意串行总线信号完整性丈量的特殊要求

在设计、验证和故障排除等领域,串行总线技术对高性能示波器的性能提出了更高的标准。在这一系列更高的标准当中,高速数据速率只是一个起点,设计人员还需一套工具以支持关键信号完整性测量和眼图分析。对基…

在规划、验证和毛病扫除等范畴,串行总线技能对高功用示波器的功用提出了更高的规范。在这一系列更高的规范傍边,高速数据速率仅仅一个起点,规划人员还需一套东西以支撑要害信号完整性丈量和眼图剖析。

对根据串行总线技能的信号完整性丈量(如 PCI Express 2.0、Serial ATA III 和 HDMI 1.3)已成为规划人员丈量作业的一个重要部分。当今串行总线开展的许多应战既源于可调查规模内时刻位移和眼图的问题,相同也源于波形的不抱负状况(噪声、颤动和误差)。串行规范带来了更窄的时刻容差,要求丈量东西具有史无前例的带宽和准确度。在满意上述要求的一起,现代测验作业还要求将丈量设备自身带来的影响降到最低。

悉数从带宽开端

大多数第一代串行总线结构的数据速率处于 2.5 Gb/s 到 3.125 Gb/

s 之间,这一速率关于现在的示波器算不上什么问题,由于绝大多数速率在 4 至 5 GHz 示波器好像能够轻松满意这一要求。但是在信号保真度丈量,特别是在上升时刻的评判作业中,用户需求比此高得多的带宽,大多数规范组织都对这一需求有充沛的知道。许多职业规范都要求示波器能在传输端管脚处准确捕捉总线操作基频的五次谐波,这样方能保证上升时刻的丈量准确度在 5% 以内。以第一代 PCI Express 为例,其 2.5 Gb/s 的数据速率相当于 1.25 GHz 的基频,将此乘以因数 5 便得到 6.25 GHz 的带宽要求,而采样率至少还应该是该频率的两倍或许更高。相似地,测验数据速率为 3.125 Gb/s 的 XAUI 要求示波器带宽 7.8 GHz。某些规范组织在此范畴的要求乃至更为严厉,该组织清晰规定测验五次谐波时有必要选用特定带宽的设备,PCI SIG就是其中之一。

示波器的带宽还会影响非常重要的信号眼图,此类职业规范的示波器图像是兼容性和有效性测验的根底,眼图一起将一切或许的边缘过渡状况叠加在一个归纳视图中然后显现一个“比特”或单位距离的数据。用户在屏幕上得到的成果显现是由许多波形轨道环绕中心而打开的一个类六边形敞开区域,亦即一般所说的“眼”,其敞开程度表明信号质量(越“敞开”质量越好)。串行逻辑设备有必要在眼的区域内明晰区别 1 和 0 的状况,以便对数据进行正确呼应。用户一般需求运用一个图形掩模来界说眼的经过/失利区域。

带宽缺乏的示波器在获取信号时会下降多达 1 dB的笔直起伏。不幸的是这一损耗往往落在眼图的敞开区域内,这也正好在进行二进制判别的区域。因而满意的带宽在眼图丈量和边缘丈量中都是至关重要的。

新式 DSA72004 供给的带宽能严厉满意这些规范根底上所进行的大多数时刻和边缘丈量的要求。它的 20 GHz 带宽(与一切通道上的 50 GS/s 采样率合作)将能对当今广泛运用的任何串行总线供给测验支撑。DSA72004 在波形边缘 10-90% 部分的输入上升时刻只要 22 ps。根据 DSP 的带宽增强技能供给平整的频率功用,令带宽功用处理第一代串行规范中最高速信号的五次谐波。这一特色一起也保证了一切通道能以最佳的频率和起伏呼应彼此匹配。

大多数串行规范规范中都清晰注明晰带宽要求较低的连接点处的丈量目标。从 4GHz 到 16GHz 的其它 DSA70000 类型都能很好地满意这些特定需求,在它们的功用规模内供给相似的带宽增强功用和起伏呼应。

多通道结构对同步采样的要求

更快速的串行总线技能(第二代和第三代串行总线结构,如 HDMI 1.3、SATA III 和 PCI-Express 2.0)不仅在单通道使用中供给更好的功用,并且还还使用多通道串行数据总线结构以到达更高的数据交换速率。在多通道装备中,串行数据包首要被分化,然后将这些数据包在大致相同的时刻内经过 4 个、8 个或更多的“通道”进行传输。

在多通道串行总线上进行验证或调试作业的规划人员所需求的测验处理计划要能令他们在 4 个或更多的通道中一起实时获取数据集,于此一起,这些通道的数据收集功用需求到达满意的水平以满意最新一代串行总线技能的要求。在验证作业中,用户需求在一切通道上一起获取具有时刻相关性的数据。而DSA70000 系列供给了高达 50 GS/s 的实时采样率并在一切输入通道中保证优胜的时刻分辨率,在悉数 4 个通道上它都足以接连收集长达 4ms 的时刻相关性串行数据。经过实时收集和深度内存的结合,新款DSA70000能让规划人员轻松剖析搅扰事情或过错以及这些事情/过错前后每个通道的总线流量。

在整个频率规模内处理颤动问题

颤动是另一个让串行总线开发人员忧虑的问题。某些情况下,规划人员有必要量化它对单个信号边缘的影响,但更重要的问题在于颤动关于眼图丈量的影响。它会削减眼的宽度(上升沿和下降沿经过之处),并有或许形成掩模失效。

另一个令人

困扰的问题是,假如调查到颤动,怎么确认它来自被测器材(DUT)仍是仪器形成的丈量副产品。由于示波器的触发颤动和颤动基底噪声(JNF)都会发生丈量颤动,也都会使眼变窄,然后发生令人误解的掩模毛病。

某些有竞争力的处理计划经过供给具体的软件纠正计划以到达最小化示波器触发颤动的意图。这的确潜在地改进了等效时刻收集形式的功用,由于该形式下有必要为每个采样点进行从头触发,但是在根据单一实时收集的眼图丈量中,触发颤动却不是根本问题,但JNF 图对等效时刻收集和实时收集都有影响。

得益于 DSA70000 系列笔直体系中模数转换器所具有的超大动态规模(10 个笔直分隔),该设备能够供给业界最高的信噪比和最低的 JNF(典型值 400 毫微微秒 rms)。因而,DSA70000 系列示波器在施行颤动丈量时仪器自身形成的颤动能够疏忽。

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