如何驗(yàn)證和分析復(fù)雜的串行總線鏈路模型

圖3：SMA電纜2端口S參數(shù)模型的時(shí)域圖也是一個(gè)很有用的視圖，因?yàn)樗@示了傳輸項(xiàng)的時(shí)延。

以PCI Express 3.0器件的啟動(dòng)電壓為例（要求該電壓在發(fā)射器引腳位置為800mV-1300mV），則10%的改進(jìn)相當(dāng)于10mV余量。圖4顯示了去嵌SMA電纜前后的波形分析結(jié)果。請(qǐng)注意信號(hào)的眼圖高度及上升時(shí)間方面的差異。

圖4：這一去嵌SMA電纜前后的采集信號(hào)對(duì)比顯示，信號(hào)的眼圖高度及上升時(shí)間有改進(jìn)。

為了產(chǎn)生右側(cè)的眼圖（圖4），我們對(duì)采集波形運(yùn)用了一個(gè)傳遞函數(shù)。這是計(jì)算DUT、SMA電纜和接收器的效應(yīng)的結(jié)果。每個(gè)測(cè)試點(diǎn)的傳遞函數(shù)可使用鏈路分析軟件繪出曲線。在一些情形中，觀察測(cè)量電路對(duì)DUT的負(fù)載效應(yīng)會(huì)有所幫助。啟用Tp1可同時(shí)查看有和沒有測(cè)量電路負(fù)載效應(yīng)的信號(hào)視圖。圖5顯示了在TP1和TP2位置的傳遞函數(shù)。請(qǐng)注意，TP1的傳遞函數(shù)小紋波是由于SMA電纜的負(fù)載效應(yīng)造成的。另外還可以觀察每個(gè)測(cè)試點(diǎn)的相位、階躍及脈沖響應(yīng)。

圖5：這個(gè)例子顯示了SMA電纜的FIR濾波器傳遞函數(shù)曲線。這可用于觀察測(cè)量電路對(duì)DUT的負(fù)載效應(yīng)。

RX特征鑒定

另一個(gè)常見用例是鑒定DUT在遠(yuǎn)端或RX側(cè)的特征。過去，信號(hào)可能是直接采集和測(cè)量的，但隨著數(shù)據(jù)傳輸速率的增加，眼圖現(xiàn)已在遠(yuǎn)端閉合，使RX均衡成為必需。RX均衡用于張開采集信號(hào)的眼圖，以便進(jìn)行信號(hào)的特征鑒定和分析。分析功能可能包括參數(shù)化測(cè)量、抖動(dòng)及眼圖測(cè)量或協(xié)議解碼。

有各種各樣用于RX均衡的方法，包括CTLE、FFE或DFE。因?yàn)榇蠖鄶?shù)下一代規(guī)范為“閉眼”情況，所以通常做法是指定參考均衡器。例如，PCI Express 3.0要求一個(gè)CTLE+1抽頭DFE，這與新版本USB SuperSpeed的要求相同。該均衡器通常用于一致性測(cè)試和接收器校準(zhǔn)，但并不是為了定義如何在硅芯片中實(shí)現(xiàn)均衡。

參考均衡器的使用對(duì)一致性測(cè)試足夠了，但在許多情形中，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員需要利用其通道與專用硅芯片模型來鑒定其系統(tǒng)的特征。在此情況下，推薦RX硅芯片精密建模。過去，這是在示波器中通過使用內(nèi)建均衡支持（包括CTLE、DFE或FFE）和匹配設(shè)置與硅芯片實(shí)現(xiàn)來進(jìn)行的。但是，當(dāng)鑒定系統(tǒng)的特征時(shí)，可能需要更準(zhǔn)確的方法。

多年來，硅芯片廠商一直在努力尋找一種方法來向客戶提供關(guān)于其均衡實(shí)現(xiàn)的信息，以便用于系統(tǒng)特征鑒定，避免對(duì)專用仿真工具的需要。作為標(biāo)準(zhǔn)解決方案，IBIS-AMI允許硅芯片廠商建立其硅芯片模型，以及使這些模型用于非專用仿真環(huán)境。

IBIS-AMI模型可與脈沖響應(yīng)或時(shí)域波形一起使用。在使用示波器來處理模型的情形中使用了時(shí)域波形方法。大多數(shù)IBIS-AMI模型都要求每位樣點(diǎn)數(shù)為整數(shù)。因?yàn)槊课粯狱c(diǎn)數(shù)取決于示波器的采樣速率和輸入數(shù)據(jù)信號(hào)的比特率，所以采集波形的整數(shù)每位樣點(diǎn)數(shù)無法始終得到保證。要解決這個(gè)問題，可對(duì)波形進(jìn)行重新采樣，以支持每位8、16、32、64或128個(gè)樣點(diǎn)。IBIS-AMI模型的配置如圖6所示。

圖6：此屏幕用于配置IBIS-AMI模型，以便使用示波器進(jìn)行RX均衡特征鑒定。

下面的例子顯示了通過背板采集的一個(gè)6Gb/s信號(hào)。采集信號(hào)的眼圖完全閉合（如圖7左側(cè)的眼圖所示）。在此測(cè)試點(diǎn)，一個(gè)選擇是使用內(nèi)建的均衡支持。例如，如果硅芯片實(shí)現(xiàn)了一個(gè)3抽頭DFE，則能使用內(nèi)建DFE功能在鏈路分析軟件中指定DFE。不過也可以使用IBIS-AMI模型，該模型能更精密地匹配硅芯片實(shí)現(xiàn)。運(yùn)用AMI模型后的信號(hào)顯示在右側(cè)眼圖中。

圖7：如左圖所示，采集信號(hào)的眼圖完全閉合。右圖顯示了運(yùn)用IBIS-AMI RX均衡模型后的結(jié)果，該模型能更精密地匹配硅實(shí)現(xiàn)。