信号完整性系列之十七—— 基于误码率的眼图测试,ISOBER

2015-10-28 08:56:57   来源:eefocus   

关键字: 信号完整性  误码率  眼图测试  ISOBER

常规的眼图测量

眼图测试是高速串行信号物理层测试的一个重要项目。眼图是由多个比特的波形叠加后的图形,从眼图中可以看到:数字信号1电平、0电平,信号是否存在 过冲、振铃?抖动是否很 大?眼图的信噪比?上升下降时间是否对称(占空比)?眼图反映了大数据量时的信号质量,可以最直观的描述高速数字信号的质量与性能。如图1所示为某 1.25G信号的眼图。可以看到该信号的抖动较大。另外,在很多高速数字信号的标准中,定义了不同测量点的眼图模板。图1的深蓝色部分是眼图模板,测量到 的眼图不能触碰到该模板。

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在实时示波器中,通常使用连续比特位的眼图生成方法。力科于2002年在业界最早采用连续比特位的眼图测试方法。首先,示波器采集到一长串连续的数 据波形;然后,使用软件CDR恢复时钟,用恢复的时钟切割每个比特的波形,从第1个、第2个、第3个、一直到第n-1个、第n个比特;最后一步是把所有比 特重叠,得到眼图。

什么是BER?

在数字电路系统中,发送端发送出多个比特的数据,由于多种因素的影响,接收端可能会接收到一些错误的比特(即误码)。错误的比特数与总的比特数之比 称为误码率,即Bit Error Ratio,简称BER。误码率是描述数字电路系统性能的最重要的参数。在GHz比特率的通信电路系统中(比如Fibre Channel、PCIe、SONET、SATA),通常要求BER小于或等于 。BER= 指的是发送/接收了10 个比特,只允许1个比特出错。误码率较大时,通信系统的效率低、性能不稳定。影响误码率的因素包括抖动、噪声、信道的损耗、信号的比特率等等。

基于误码率的眼图轮廓测试(BER Eye Contour)-力科称为ISOBER

在上文中提到眼图是多个比特位的信号叠加得到的测量结果,所以测试中需要注意眼图是由多少个比特组成的?

 

使用常规的实时示波器来测量高速 串行信号的眼图,在几秒钟内可以生成1万个比特叠加的眼图。力科示波器使用了创新的XStream II专利技术,可以快速的生成眼图,以SDA816Zi测量3.125Gbps的XAUI信号为例,大概几秒就可以得到上百万个比特的眼图。即使如此速 度,也很难直接测量到10 个比特的数据叠加得到的眼图,与误码率联系在一起,即BER=10 时的眼图轮廓。假设每5秒测量到1M个比特的眼图,测量10 的眼图需要5*10 秒 = 1388.8小时,可见对于示波器来说,测量BER=10 的眼图是很有挑战性的。如图2所示为叠加了282万个比特的眼图。

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基于误码率的眼图轮廓测试又称为BER Eye Contour测试,在抖动测量的权威文档MJSQ(Methodologies for Jitter and Signal Quality Specification的缩写)中提出用BERT scan方法来测量BER Eye Contour(见MJSQ Rev14.1的10.4.3节)。误码率测试仪BERT通过不断调节延时时间得到在水平方向的特定决策点的误码率,同时可以测量到不同误码率的总体抖 动,同理,在垂直方向调节门栏电压,可以得到特定电压的误码率。同时扫描水平方向的延时和垂直方向的门栏电压并测量误码率,即可得到眼图内任一个判决点的 误码率,将相同误码率的点连线,即可得到某个误码率的眼图轮廓(通过BERT得到BER Eye Contour的详细介绍可以参考BERT厂商的相关技术资料)。

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编辑:什么鱼
本文引用地址: http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/1028/article_13708.html
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