广告

高速串行系统性能测试:如何编写自定义眼图模板?

2022-10-25 09:25:23 苏水金 阅读:
如何评定高速串行系统的性能?在高速串行系统中,主要通过眼图测试。评估一个眼图的好和坏,通常利用一些常见的指标来衡量,比如眼高,眼宽,抖动,占空比等。为了简单而又直观地判断眼图的指标是否符合规范的要求,将规范指标的要求编写成一个眼图模板,然后利用示波器来调用这个模板,这样就可以直观看到眼图是否有碰到模板……

当你利用示波器观测波形时,阿拉斯加的鳕鱼正跃出水面;当你debug电路时,南太平洋的海鸥正掠过海岸;当你测试眼图模板时,地球的极圈夜空正五彩斑斓。atSednc

总有一些波形会有畸变,总有一些电路会有bug,总有一些眼图会压模板。高速信号的质量,需要测试眼图模板;那些电路中看不到的bug,都终将在眼图模板中得到体现。atSednc

atSednc

为什么要测眼图模板?

如何评定高速串行系统的性能?在高速串行系统中,主要通过眼图测试。眼图是把连续的比特流按照某一特定的时钟,分割为单独的比特,而后叠加而形成的图形,类似一个张开的眼睛,故得名眼图(Eye-diagram)。眼图是高速串行信号的宏观信号质量的整体体现,在眼图中可以直接反映出串行信号的幅度、抖动特性等。atSednc

atSednc

评估一个眼图的好和坏,通常利用一些常见的指标来衡量,比如眼高,眼宽,抖动,占空比等。为了简单而又直观地判断眼图的指标是否符合规范的要求,将规范指标的要求编写成一个眼图模板,然后利用示波器来调用这个模板,这样就可以直观看到眼图是否有碰到模板。如果眼图没有碰到模板区域,表示眼图符合规范要求,结果是Pass;同样如果有碰到模板区域,结果是Fail,需要工程师对电路进行整改,改进信号质量到Pass。atSednc

atSednc

眼图模板测试是一种评估高速串行信号质量的手段。示波器的抖动眼图分析软件都内置了业界主流高速串行信号的眼图模板,例如PCIE、USB、SATA、SAS、DisplayPort、HDMI、Ethernet、Fibre Channel等。但是有些情况可能无法直接套用示波器内置的标准模板,例如被测信号是新出标准定义的,或者实际测试点和标准要求的测试点不一致等情况,这就需要示波器调用自定义的眼图模板完成测试。atSednc

眼图模板定义解读

眼图模板有绝对模板和相对模板,电信号的眼图测试一般使用绝对模板,光信号的眼图测试一般使用相对模板。今天将介绍电信号的眼图模板测试,即自定义绝对模板的编写和调用。atSednc

眼图模板的Segment解读atSednc

眼图模板一般由上、中、下三部分组成,我们把最上边的称为Segment1,简称SEG1,一般为长方形;中间部分的称为Segment2,简称SEG2,一般为菱形或六边形;最下边的称为Segment3,简称SEG3,一般是长方形。atSednc

atSednc

眼图模板的坐标解读atSednc

SEG1,SEG2,SEG3分别代表模板从上到下的三块阴影区域,即使有时候不需要SEG1和SEG3,也要定义SEG1和SEG3,否则会影响模板缩放,SEG1和SEG3的v1=v2,v3=v4,t1=t4,t2=t3,t1=-t2。如果SEG2是菱形的话,v1=v3,v2=-v4,t2=t4,t1=-t3。atSednc

各拐角在模板中按逆时针顺序分布,各SEG的t1,v1为左下角的坐标,t为水平坐标,v为垂直坐标。atSednc

atSednc

如何编写自定义眼图模板

眼图模板根据芯片电气特性规格定义的,下面是某个高速串行信号标准的眼图模板定义规范指标,通过模板规范指标,可以推导出了眼图模板的t和y的参数,用记事本编辑,然后存为.msk模板文件,最后利用DPOJET导入使用。atSednc

atSednc

打开txt文本文件atSednc

假如被测信号的速率是3.125Gbps,一个UI就是3.125Gbps的倒数,即1UI=320ps,码型是NRZ。BITR为信号速率3.125e9;WID为BITR倒数320e-12;打开一个空白txt文本文件,然后再空白输入如下:atSednc

:MASK:USER:WID 320e-12;atSednc

:MASK:USER:BITR 3.125e9;atSednc

:MASK:USER:SERIALTRIG NRZ;atSednc

编写Segment1的坐标atSednc

根据上面的眼图模板规范指标,注意:规范模板左边是0UI,最右边是1UI,中间是0.5UI;但编写模板时是左边是-0.5UI,最右边是0.5UI,中间是0。所以SEG1的t1,v1,t2,v2,t3,v3,t4,v4计算如下:atSednc

t1=-0.5UI=-0.5*320e-12=-160e-12;atSednc

v1=600mV=600e-3;atSednc

t2=0.5UI=0.5*320e-12=160e-12;atSednc

v2=600mV=600e-3;atSednc

t3=0.5UI=0.5*320e-12=160e-12;atSednc

v3=(600+200)mV=800e-3;atSednc

t4=-0.5UI=-0.5*320e-12=-160e-12;atSednc

v4=(600+200)mV=800e-3;atSednc

得到Segment1模板如下:atSednc

:MASK:USER:SEG1:POINTS -160e-12,600e-3,160e-12,600e-3,160e-12,800e-3,-160e-12,800e-3;atSednc

atSednc

atSednc

编写Segment2的坐标atSednc

根据上面的眼图模板规范指标,SEG2是六边形,推导六个坐标t1,v1,t2,v2,t3,v3,t4,v4,t5,v5,t6,v6计算如下:atSednc

t1=-(0.5-0.15)UI=-0.35*320e-12=-112e-12;atSednc

v1=0mV=0;atSednc

t2=-(0.5-0.4)UI=-0.1*320e-12=-32e-12;atSednc

v2=-400mV=-400e-3;atSednc

t3=(0.5-0.4)UI=0.1*320e-12=32e-12;atSednc

v3=-400mV=-400e-3;atSednc

t4=(0.5-0.15)UI=0.35*320e-12=112e-12;atSednc

v4=0mV=0;atSednc

t5=(0.5-0.4)UI=0.1*320e-12=32e-12;atSednc

v5=400mV=400e-3;atSednc

t6=-(0.5-0.4)UI=-0.1*320e-12=-32e-12;atSednc

v6=400mV=400e-3;atSednc

得到SEG2的模板如下:atSednc

:MASK:USER:SEG2:POINTS -112e-12,0,-32e-12,-400e-3,32e-12,-400e-3,112e-12,0,32e-12,400e-3,-32e-12,400e-3;atSednc

编写Segment3的坐标atSednc

根据上面的眼图模板定义规格,SEG3是长方形,要推导出四个坐标,SEG3的t1,v1,t2,v2,t3,v3,t4,v4计算如下:atSednc

t1=-0.5UI=-0.5*320e-12=-160e-12;atSednc

v1=-(600+200)mV=-800e-3;atSednc

t2=0.5UI=0.5*320e-12=160e-12;atSednc

v2=-(600+200)mV=-800e-3;atSednc

t3=0.5UI=0.5*320e-12=160e-12;atSednc

v3=-600mV=-600e-3;atSednc

t4=-0.5UI=-0.5*320e-12=-160e-12;atSednc

v4=-600mV=-600e-3;atSednc

得到Segment2模板如下:atSednc

:MASK:USER:SEG3:POINTS -160e-12,-800e-3,160e-12,-800e-3,160e-12,-600e-3,-160e-12,-600e-3;atSednc

编写模板名称atSednc

编写自定义眼图模板名称如下:atSednc

:MASK:AUTOSET:STANDARD SRIO_3.125G_Tx_Mask;atSednc

模板文件内容atSednc

最终模板文件内容见下图。atSednc

atSednc

把txt文件后缀名改为mskatSednc

保存文件,然后把文件的后缀名改为msk,见下图。atSednc

atSednc

如何加载自定义眼图模板atSednc

加载自定义眼图模板步骤atSednc

Step1: 点击analyze→Jitter and Eye Analysis→One Touch jitter进行抖动眼图测试,示波器会自动进行抖动眼图分析,见下图。atSednc

atSednc

atSednc

Step2: 点击Plot→Clear All,见下图。atSednc

atSednc

Step3: 点击Select→Eye→Mask Hits见下图。atSednc

atSednc

Step4: 点击Configure→Mask Hits→Bits Config→All Bits→Absolute→Browse,见下图。atSednc

atSednc

Step5: 打开模板文件,见下图。atSednc

atSednc

Step6: 点击Recalc进行眼图模板分析,见下图。atSednc

atSednc

Step7: 点击Result→Mask Hits查看违规Segment,见下图。atSednc

atSednc

Step8: 点击Report→Save As 生成报告,见下图。atSednc

atSednc

atSednc

眼图模板Pass/FailatSednc

模板通常限定了信号不合格区域,如果眼图与模板相交违规,眼图软件会标注不合格区域,该部分波形迹线将显示为白色。见下图。此外示波器将计算违规hits数量,并标出是哪个Segment违规。atSednc

atSednc

责编:Demi
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 米尔基于Zynq 7000系列单板的FPGA农业生产识别系统 随着农业生产模式和视觉技术的发展,农业采摘机器人的应用已逐渐成为了智慧农业的新趋势,通过机器视觉技术对农作物进行自动检测和识别已成为采摘机器人设计的关键技术之一,这决定了机器人的采摘效果和农场的经济效率。
  • 电池管理系统创新如何提高电动汽车采用率 要在未来实现全电动化,需要进行电动动力总成系统创新,其中包括BMS、车载充电器和直流/直流转换器以及牵引逆变器。这些系统的核心是使电气化成为可能的半导体元件。
  • 使用SiC和GaN创建面向未来的电力电子器件 随着碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等宽禁带器件的推出,电力电子技术发生了翻天覆地的变化。事实上,这些材料的特性使其特别适合在高压和高开关频率下所运行的应用,并能提供比最先进的硅基功率器件更好的效率和散热管理。
  • 如何大幅提高物联网设备的电池能效 本文探讨了如何使物联网(IoT)设备更加节能。在重点介绍毫微功耗运输模式和睡眠模式的关键作用之前,快速回顾了电池管理。 最后,提供了一种新的解决方案,与传统方法相比,它可以更好地优化电池管理的这两个方面,从而降低功耗水平和电路板空间。
  • MWC 2023落下帷幕,盘点国产厂商的那些亮眼表现 MWC 2023(世界移动通信大会2023)于2月27日在巴塞罗那正式向全球移动产业伙伴开启,大会也于3月2日正式落下帷幕。展会持续五天,根据官方数据统计,2023年MWC有2000多家全球厂商参展,中国有以OPPO、荣耀为代表的共计28个国产厂商参展。本次展会,各大厂商纷纷拿出自己的看家本领,可谓是亮点多多,今天就带大家一起看看展会上国产厂商展现的那些亮眼技术吧~
  • 利用无线BMS实现智能电池生态系统解决方案 有关电池创新的新闻往往会突出新的电池封装概念和新材料,它们有朝一日可能能够比当今的锂电池技术储存更多的电量。电池的另一个部分——电池管理系统(BMS)——则往往不为人所知,但却需要跟进并以此来支持电池创新。
  • 软件定义电源让用户可控 传统上,AC/DC电源设计只能针对特定负载和线路条件进行优化。这源于在常用固定频率下的经典模拟控制和简单脉宽调制技术,这些限制通常会导致在极端工作范围内产生更高的元器件应力。
  • 压电致动器的原理、选择和设计指南 压电致动器是一种利用反向压电效应通过施加电压产生位移的元件,可以为熟悉的电磁设备(如电机和螺线管)提供替代方案。它们具有更高的可靠性、更低的功耗、更小的尺寸和更高的位置分辨率等优点。
  • Win11端Phone Link添加新支持,iPhone能在PC端接打电话 3月1日,微软宣布,为Win11平台上的Phone Link应用程序添加对iPhone的支持。用户通过该应用程序连接PC和iPhone之后,可以在PC端拨打和接听电话、发送和接收短信、直接在PC上查看iPhone的通知。预览版要求Phone Link应用程序版本1.23012.169.0或更高版本。
  • 胜过齐纳二极管的有源分流限压器 我需要用一个电路来限制某些耗散受限设备的电压。它必须将电压限制在最大1.5V,具有对称限制,能够接受2A的电流,并且在1V时漏电流小于100µA。可以用两个串联的齐纳二极管,阳极到阳极,达到目的,但稳压值为0.8V和2W耗散的齐纳二极管在市场上找不到。
  • LDO的运行困境:低裕量和最小负载 开关式DC-DC转换器可提高电源效率,有些器件的效率可超过95%,但是以增加电源噪声为代价,通常在较宽带宽范围内都存在噪声问题。低压差线性稳压器(LDO)常用于清除供电轨中的噪声,但也需要进行一些权衡考量,其功耗会增加系统的热负载。
  • 具过载保护功能的USB供电433.92MHz RF低噪声放大器接 本电路是一个双级RF低噪声放大器(LNA),针对433.92MHz ISM频段中的接收器信号链进行了优化。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了