信號完整性分析基礎(chǔ)系列之一 ――關(guān)于眼圖測量(上
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4, 傳輸線的PCB設(shè)計(jì)也更容易些。
5, 信號完整性測試也更容易。
圖四 串行信號實(shí)例
串行數(shù)據(jù)的測試點(diǎn)包括了芯片的發(fā)送端和接收端等不同節(jié)點(diǎn)。描述串行數(shù)據(jù)的常用單位是波特率和UI，譬如3.125Gb/s表示為每秒傳送的數(shù)據(jù)比特位是3.125G比特(byte)，對應(yīng)的一個單位間隔（1UI）表示為一個比特位的寬度是波特率的倒數(shù)，1UI=1/（3.125Gb/s）=320ps?，F(xiàn)在比較常見的串行信號碼形是NRZ碼。正電平表示”1”，負(fù)電平表示“0”。圖三所示是示波器捕獲到的一組串行信號，虛線之間的時間間隔代表了一個UI，圖中對應(yīng)的碼型是101100101010001。
二、眼圖的一些基本概念
― “什么是眼圖？”
― “眼圖就是象眼睛一樣形狀的圖形?！?/span>
眼圖是用余輝方式累積疊加顯示采集到的串行信號的比特位的結(jié)果，疊加后的圖形形狀看起來和眼睛很像，故名眼圖。眼圖上通常顯示的是1.25UI的時間窗口。眼睛的形狀各種各樣，眼圖的形狀也各種各樣。通過眼圖的形狀特點(diǎn)可以快速地判斷信號的質(zhì)量。圖六的眼圖有“雙眼皮”，可判斷出信號可能有串?dāng)_或預(yù)（去）加重。圖七的眼圖“眼睛里布滿血絲”，這表明信號質(zhì)量太差，可能是測試方法有錯誤，也可能是PCB布線有明顯錯誤。 圖八的眼圖非常漂亮，這可能是用采樣示波器測量的眼圖。
圖五 眼圖定義
圖六 “雙眼皮”眼圖
由于眼圖是用一張圖形就完整地表征了串行信號的比特位信息，所以成為了衡量信號質(zhì)量的最重要工具，眼圖測量有時侯就叫“信號質(zhì)量測試（Signal Quality Test,SQ Test）”。 此外，眼圖測量的結(jié)果是合格還是不合格，其判斷依據(jù)通常是相對于“模板（Mask）”而言的。模板規(guī)定了串行信號“1”電平的容限，“0”電平的容限，上升時間、下降時間的容限。所以眼圖測量有時侯又被稱為“模板測試（Mask Test）”。 模板的形狀也各種各樣，通常的NRZ信號的模板如圖五和圖八藍(lán)色部分所示。在串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟煌?jié)點(diǎn),眼圖的模板是不一樣的，所以在選擇模板時要注意具體的子模板類型。 如果用發(fā)送端的模板來作為接收端眼圖模板，可能會一直碰模板。但象以太網(wǎng)信號、E1/T1的信號，不是NRZ碼形，其模板比較特別。當(dāng)有比特位碰到模板時，我們就認(rèn)為信號質(zhì)量不好，需要調(diào)試電路。有的產(chǎn)品要求100%不能碰模板，有的產(chǎn)品是允許碰模板的次數(shù)在一定的概率以內(nèi)。（有趣的是，眼圖85%通過模板的產(chǎn)品，功能測試往往是沒有問題的，譬如我在用的電腦網(wǎng)口總是測試不能通過，但我上網(wǎng)一直沒有問題。 這讓很多公司覺得不用買示波器做信號完整性測試以一樣可以做出好產(chǎn)品來，至于山寨版的，更不會去買示波器測眼圖了。）示波器中有測量參數(shù)可自動統(tǒng)計(jì)出碰到模板的次數(shù)。此外，根據(jù)“侵犯”模板的位置就能知道信號的哪方面有問題從而指導(dǎo)調(diào)試。如圖九表明信號的問題主要是下降沿太緩，圖十表明1電平和0電平有“塌陷”，可能是ISI問題導(dǎo)致的。
圖七 “眼睛布滿血絲”的眼圖
圖八 最漂亮的“眼睛”
圖九 下降沿碰到模板的眼圖
圖十 “1”電平和“0”電平有“塌陷”的模板
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