泰克 DSA70000 系列示波器跨越多个串行总线通道和层次

2015-03-12 11:05:00来源: eechina
串行总线实施技术的发展变化使得设计人员要寻求更完善的分析和调试的解决方案,这些解决方案不仅需要能从一条传输路径获取总线活动情况,同时也要能从多个通道同时获取总线传输情况,然后解释信号的逻辑和物理行为。

经过实践证明的第一代串行总线技术现在已得到广泛部署。很多采取新技术的消费产品正随着 PCI Express、Serial ATA 及其它串行实施而不断涌现。这些总线架构在比相应并行总线提供更高的数据速率的同时也简化了线路布局。最近,这些尖端的串行技术开始在领先的设计中使用。

更快速的串行总线技术(第二代和第三代串行总线结构,如 HDMI 1.3、SATA III 和 PCI-Express 2.0)已开始出现或正在开发过程中。很多此类串行数据总线设计都采用多通道结构来实现,以取得更高的数据速率。在多通道配置中,串行数据包首先被分解,然后在大致相同的时间通过 4 个、8 个或更多的“通道”进行传输。很明显,4 通道能比一个串行通道传输更多信息。由于现在非常普遍的 SERDES(串行器/解串器)器件技术,这一架构中发送端和接收端对数据的整理性能已不是问题。以前的并行总线设计要求极为严格的时钟时序和数据同步,而SERDES 将物理层结构从这种工作中解放出来。得益于此,相互之间具有相关性但在时间上松散排列的数据包段能够以离散的方式穿过发送器和接收器之间的通道。在 2006/2007的冬季,多通道配置将能从 4 通道发展到 32 通道。

许多串行总线共有的另一个特点是数据包的 8b/10b 编码。8b/10b 方案将 8 比特数据字节转换为 10 比特符号,以便进行串行传输。无论数据值是多少,编码都能确保 1 和 0 的相对平衡混合,这简化了时钟恢复的环节。编码提供的附加比特还有助于错误检测。问题在于对于要获取信号来进行验证、兼容性和故障排除工作的工程师来说,8b/10b 编码同时也增加了数据提取的环节从而令测试更为复杂。

新型泰克 DSA70000 系列数字串行分析仪既能满足物理层的要求,也能满足协议采集要求。这些工具填补了长期以来传统示波器采集和协议分析仪采集之间的鸿沟,此间的前者更注重捕捉信号的全部模拟细节,而后者需要对复杂的数据包进行解码,但局限于捕捉纯数字,即二进制信号。

物理层问题被多通道采集所化解

DSA70000 仪器通过解决物理层设计问题为串行器件有效性、兼容性测量和调试工作提供了完全集成的方案。来自于这三项应用的技术要求包括了从信号完整性测量到追踪明显逻辑错误的这些环节。

在多通道串行总线上进行验证或调试工作的设计人员需要在 4 个或更多的通道中同时获取实时数据集。在验证工作中,用户需要存储信息,以便在稍后过程中遇到问题时提取这些信息供检索和更深的分析。总之,用户有必要了解发生错误时的信号环境。记录 4 个通道内的时间相关数据不仅能让我们深入了解干扰事件,还能了解该事件前后每个通道上的状况。DSA70000 系列能够以全速实时采样率在全部 4 个通道上捕捉长达 4 ms 内的高速串行数据流。

对于进行调试工作的技术人员,多通道采集能让设计人员观察通道之间的交互。在当今紧凑的线路设计中,瞬时信号很可能从一个信号路径传播到邻近的另一个信号路径。这就是所谓的“串扰”,它也是在高速串行器件中影响两个或更多通道的许多异常现象之一。DSA70000 系列仪器能够以全速采样率同时采集 4 个通道的数据,因此用户也可以轻松了解通道之间的交互性,比如说,通道 2 中的偏差如何影响通道 3 中的信号边沿。

DSA70000 示波器的抖动分析功能已经过了实践的检验,该设备可以一次采集全部 4 个通道的数据,以便了解抖动特性-- 如时间间隔误差(TIE)及随机性和确定性抖动(RJ/DJ)等。

其它物理层的任务更适合以“一次一个通道”的方式进行。对于很多特征化测量,设计人员必须从单通道波形的角度确定信号完整性问题。在此,行业标准规定了逐个通道眼图分析工作的规范。DSA70000 系列的串行兼容性和分析工具集可以令用户针对当今特定的领先串行总线标准对该工具集进行选择,由此加快了眼图分析的速度。

8b/10b 协议触发打开了通向更高层次的大门

DSA70000 系列可以帮助设计人员使用 8b/10b 触发来追踪与协议有关的问题,8b/10b 触发这一强大实时硬件功能在业内处于独一无二的地位。

大多数串行总线在协议级使用“8b/10b”编码。在这种格式中,8 比特的字映射为 10 比特的字符序列,这些字符序列包含经过控制的混合 1 和 0,以便促进时钟恢复和错误检测。8b/10b 编码提供了数据和控制字符的基础集。而现有的行业标准则基于这一常用字符集来定义更高层的协议。

物理层问题可能导致协议错误,此外,更高层次(如链接层)的工作会由于传输逻辑的问题或其它问题而产生自身错误。直到最近,协议采集一直是专用协议分析仪所垄断的领域,但是泰克在 TDS6000C 系列超高性能示波器中率先以高达 3.125Gb/s 的数据速率上实现了8b/10b 触发,以帮助工程师们捕捉清晰的、与物理层行为相关的代码组合。现在,最新的DSA70000 系列中也包含了同样的功能。新型号只要能探测到 8b/10b 流量,就能对其进行解码。

最后,触发组合包含 40 比特的流,但是用户可以按照比特、字或字符来输入需要的触发参数。用户得以在 8b/10b 流量的符号语言中高效工作,而不是在单个比特的沉闷环境中工作。而且,触发器对输入的数据响应是实时的。设计人员可以设置触发器,使它能检测到特定的错误条件,而不是漫无目的地捕捉一个窗口的数据并反复这一搜索过程直到发现错误为止。由于能够在信号错误在发生时就得到确认,而无须事后分析,这简化了操作并缩短了解决问题的时间。

一旦获取 8b/10b 数据,仪器会将字符级和字级的细节与带有注解的波形一起显示。这些信息包括:

?信号行为和 10 比特符号内容
?字符及其数据或符号值
?字级信息,如基元和更高结构

解码的 8b/10b 信号视图和波形视图将被同步,这样,其中一个的影响可以与另一个的条件进行比较。字视图中标出的错误可以一直追踪到物理层信号活动。

总结

新型 DSA70000 系列数字串行分析仪满足了设计人员对于串行数字系统测试解决方案的需求,可以帮助串行总线设计人员评估物理层行为和协议级活动以及二者之间的交互特性。性能优异的全带宽多通道采集意味着工程师们可以看到并解决通道之间串扰和干扰引起的问题。类似地,耗费时间的抖动测量也可以在所有通道上一次执行完成。先进的 8b/10b 触发帮助用户捕捉协议级错误,并在调试阶段将这些错误与物理(波形)事件关联起来。DSA70000 系列填补了波形采集和纯粹基于协议的分析工具之间的鸿沟。

关键字:DSA70000  串行总线  示波器  泰克

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0312/article_11010.html
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