串行數(shù)據(jù)物理層一致性測(cè)試系列之一-- 一致性測(cè)試的共性問

圖二可以很好地理解帶寬問題。 能量譜密度曲線圖（PSD）表示的是從三角波（藍(lán)色）到方波（紅色）的一組周期性波形。每個(gè)曲線對(duì)應(yīng)的是相對(duì)于UI一定百分比的上升時(shí)間。三角波（藍(lán)色） 的上升時(shí)間為100% UI，而方波（紅色）的上升時(shí)間則為0% UI。一般來說，工業(yè)上應(yīng)用的串行數(shù)據(jù)上升時(shí)間在30% UI左右。頻率軸是根據(jù)信號(hào)(對(duì)NRZ信號(hào)而言)比特率歸一化的頻率,起始位置的頻率是1/2倍比特率。隨著上升時(shí)間增大到占UI的比較大的百分比，高次 諧波的PSD就會(huì)下降。隨著上升時(shí)間下降到占UI的百分比變小，高次諧波的PSD會(huì)增加。在測(cè)量一定比特率信號(hào)時(shí)，通常要求覆蓋5次諧波, 圖中標(biāo)識(shí)了5次諧波，在這一點(diǎn)PSD的變化范圍在-15 dB到-33 dB之間。對(duì)于上升時(shí)間為本30% UI的信號(hào)，在2.5倍波特率的時(shí)候，仍然有明顯的高次諧波成份。圖示中對(duì)于10.3125Gbps信號(hào)，如果是用力科25GHz帶寬的串行數(shù)據(jù)分析儀 SDA825Zi，則不能全部看到5次諧波周圍的頻譜成分，但如果用30GHz帶寬則可以。

圖二 能量譜密度曲線圖（PSD）

圖三 各種串行數(shù)據(jù)的推薦帶寬和示波器

測(cè)試項(xiàng)目

每 種串行數(shù)據(jù)要求的測(cè)試項(xiàng)目種類不一，但大同小異，一般都要測(cè)試眼圖，抖動(dòng)，信號(hào)比特率，幅值，上升時(shí)間，下降時(shí)間等。各組織都詳細(xì)規(guī)定了測(cè)試項(xiàng)目，儀器廠 家根據(jù)這些規(guī)定用軟件包來實(shí)現(xiàn)。 比較關(guān)鍵的測(cè)試項(xiàng)目如眼圖、抖動(dòng)等用力科的SDA 系列標(biāo)配的SDA II軟件包就可以完成，不需要再另外購(gòu)買軟件包。我們需要研究每個(gè)測(cè)試項(xiàng)目的含義，理解這些測(cè)試項(xiàng)目對(duì)產(chǎn)品性能的影響。

如何將信號(hào)引到示波器

除USB2.0的某些測(cè)試項(xiàng)目以外，其它的一致性測(cè)試方案都使用夾具和SMA線的方式將信號(hào)從DUT引到示波器中。對(duì)于有些串行數(shù)據(jù)，在測(cè)試不同項(xiàng)目時(shí)需要改變夾具的連接方式。力科的QualiPHY軟件包會(huì)彈出圖四示的連接示意圖，非常方便。

圖四 軟件包自動(dòng)彈出彩色的連接示意圖

發(fā)包問題

一致性測(cè)試的難點(diǎn)問題是 發(fā)包問題。 我每次在演示之前，都要先在辦公室試一下演示的DUT能不能正常發(fā)包。一旦能發(fā)包，我們就感到萬(wàn)事了。而當(dāng)我們測(cè)試客戶的DUT時(shí)，我們常對(duì)客戶說，“請(qǐng) 給我信號(hào)”。 很多客戶常不知道怎么發(fā)包，而且認(rèn)為這應(yīng)是我們儀器廠家的事情。也有很多客戶不理解為什么一定要發(fā)這樣規(guī)定的波形，覺得這些規(guī)定的測(cè)試波形太有規(guī)律了，他 們認(rèn)為應(yīng)是跑業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流來測(cè)試更合理。這往往反而令我覺得難以解釋。我說，“ ‘一致性’測(cè)試就是強(qiáng)制性測(cè)試，您一定要發(fā)出規(guī)定的波形去測(cè)試。如果每個(gè)人都按各自的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)來測(cè)試，就無(wú)法找到“一致性”標(biāo)準(zhǔn)了。測(cè)試工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)流 當(dāng)然可以做眼圖、抖動(dòng)，但那是調(diào)試波形，不是一致性測(cè)試。” 有些行業(yè)的串行數(shù)據(jù)找不到“組織”，于是他們測(cè)試時(shí)就不管三七二十一,直接測(cè)試電路工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)眼圖、抖動(dòng)。這些行業(yè)一直沒誕生一統(tǒng)天下的“大佬” ，我看那些工程師啊，整天在折騰呵！

而我們儀器廠商的很多SEs，AEs都認(rèn)為發(fā)包應(yīng)是工程師自己的事情。有些客戶會(huì)因?yàn)槲覀儧] 有發(fā)包成功而認(rèn)為我們不專業(yè)，所以，我們AE需要掌握發(fā)包方法以表現(xiàn)我們的專業(yè)性。大佬什么都好，但就是把有些串行數(shù)據(jù)的發(fā)包弄得玄乎得不得了，甚至有些 發(fā)包程序還很不好弄到手。

測(cè)試報(bào)告

一致性測(cè)試最終需要產(chǎn)生一個(gè)報(bào)告以。 PCI Express，SATA，F(xiàn)BDIMM等是基于sigtest測(cè)試的，sigtest會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生測(cè)試報(bào)告，如圖 所示。 QualiPHY軟件會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生一種最簡(jiǎn)潔最清晰最完整的報(bào)告,如圖五所示。

圖五 用QualiPHY產(chǎn)生的一致性測(cè)試報(bào)告