深入浅出谈高速串行信号测试

2011-02-23 19:56:07来源: tek
之前做过两篇连载谈高速串行总线系统测试中的一些关键要点,介绍了眼图测试、时钟恢复、抖动测量以及抖动分类(请参考“ 深入浅出谈高速串行信号测试(一)、(二))。掌握了这些基本的概念,无论我们在系统设计,还是在系统测试中,都能把握一些关键点,确保我们的产品能在预定的时间内达到预期的要求。

假如我们从事的高速IC或者是高速IO的模组R&D,不仅要保证所提供的产品能够满足行业规范所规定的接口指标(例如输出电压摆幅、抖动、眼图等),还必须要保证客户购买我们的产品后所搭建的系统,具有足够的系统稳定性--即误码率要求。

误码率应该是系统指标最重要,而且是最直观的表征了。最初它诞生在通信系统测试中,反映了信道对信息的影响。对于高速串行总线系统中,它描述了信号在信道互联(走线、连接器、电缆等)中传输时,接收端收到的错误比特的概率。

BER=Received Error Bit Number / Total Transfered Bit Number

虽然定义很简单,但是里面包含了太多的内容。BER测试在Telecom领域中一直是重要的测试项目;在近几年,随着串行速率越来越快,在Datacom、PC,乃至嵌入式领域中,BER的概念也越来越重要。简单说BER测试包含了Tx、Rx以及对链路完整的、系统级的考察,是作为系统定标时的重要参数。

在“深入浅出谈高速串行信号测试(二)”中,我们重点探讨了抖动和噪声的测量和分析,其最终的目的就是为了对系统误码率的评估。这里之所以是“评估”,而不是“测量”,正是体现了示波器对BER测试的局限性。根据BER的定义可知,测试BER的仪器必须能够源源不断的产生测试bit,并且能够接收DUT送回的bit,比较发送和接收的bit是否一致,以确定错误bit的个数和出现的几率。误码率分析仪(BERT)是典型的测试BER的仪器。通常示波器仅能完成对DUT发出信号的采样,能够测试抖动、眼图,但无法直接测量BER(泰克拥有业内唯一能够提供误码检测功能的实时示波器,详情请参考上篇博文)。

传统的BERT在测试BER方面当仁不让,但是当DUT误码率没有达到要求时,工程师往往希望测试仪器提供一些调试的方向和信息。很遗憾,BERT没有办法做这些。例如信号完整性测试和分析、阻抗测量、协议相关分析等等,需要示波器等时域的仪器来测试。图1很形象的区分了BERT和示波器的功能以及应用场合。


图1:BERT和示波器的功能以及应用场合

哪里有需求,哪里就有市场。BERTScope系列产品就是融合了BERT和Scope的优点于一体的、高性能、高度集成、易于操作高速串行系统的测量、验证和调试工具。从名字上看,BERTScope能代替传统的BERT完成误码率的测试;并且还能实现示波器功能:分析眼图、抖动等高速串行总线的指标。更重要的是,BERTScope的示波器功能是建立在对每一个bit的采集之上的。也就是说BERTScope所进行的抖动、眼图测试时,会完全的将数据流中每一个bit的信息全部考虑其中。这样,作为示波器调试工具的延伸,BERTScope能够测量到更深样本条件下的抖动、分析更小概率的误码事件。


图2:抖动分析+误码率测试,轻松完成系统调试

随着数据率的不断提升,各种规范开始对系统误码率的要求从以前单纯对Tx的考量,逐渐演化为对Tx和Rx二者同时的考量。也就是说在Rx端接收容限的测试,在今后的高速串行总线系统中会越来越普及。BERTScope具有闭环测试的能力,码型发生部分可以生成最高26.5Gbps的码流,并且在码流中还能增加Rx端容限测试所需要的抖动。


图3:BERTScope内建的抖动、噪声发生功能。能够产生Rx容限测试的各种信号

特别对于信号速率大于6Gbps的Rx端容限测试,例如PCIE Gen3、10Gbase-KR等,BERTScope内建的Stress信号源产生各种抖动信号激励DUT;BERTScope还可以发送标准的协议码流将DUT在线设置为Loopback模式;同时BERT部分可以检测DUT误码率,决定DUT的不同抖动情形下BER是否符合标准要求。

BERTScope对今后高速串行领域中,包括芯片、模组、背板以及系统的测试将带来革命性的变化,以适应未来测试系统高速、准确、便捷的要求。

目前我们提供以下讲义下载:

  • BERTScope误码率分析仪概览及与示波器的关系
  • 探讨BERTScope在高速串行数据中的优势
  • 10GbE-KR BERTScope 测试方法

关键字:测试  泰克

编辑:Galactica 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0223/article_2371.html
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