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高速串行技術(shù)的不斷發(fā)展，使得信號從發(fā)射機傳送到接收機時，均會經(jīng)過復雜的交互，最終發(fā)生嚴重的高頻損耗。 全新的測試要求 計算機、消費電子和通信行業(yè)設(shè)計核心正采用最新的高速串行技術(shù)，數(shù)據(jù)傳送速率持續(xù)提高，如10Gb/s以太網(wǎng)的出現(xiàn)、PCI Express已經(jīng)從1.0版演進到2.0版，速率也從2.5Gb/s提高到5.0Gb/s、即將出現(xiàn)的8Gb/s PCIe Gen3和6Gb/s SATA III……高速串行技術(shù)的不斷發(fā)展，使得信號從發(fā)射機傳送到接收機時，均會經(jīng)過復雜的交互，最終發(fā)生嚴重的高頻損耗。這樣，對串行數(shù)據(jù)的測試也必將面臨前所未有的挑戰(zhàn)：數(shù)據(jù)速率遠遠高出原有技術(shù)；信號完整性在整個鏈路中至關(guān)重要；需要提供復雜的分析和互通測量；大多數(shù)高速串行技術(shù)采用多路結(jié)構(gòu)，需要檢定每條通路。 傳統(tǒng)的測試方法是：分開檢定和測試各個子系統(tǒng)；留出充足的設(shè)計余量，保證系統(tǒng)可靠運行；進行標準的一致性測試，保證互通能力。這些措施可以滿足速度較低的設(shè)計需求。對高速串行數(shù)據(jù)而言，傳統(tǒng)測量技術(shù)遠不能適應現(xiàn)有的設(shè)計要求。 解決方案 ● 電源管理和跨總線分析 串行數(shù)據(jù)是三層架構(gòu)（如圖1），分為物理層（電氣子塊和邏輯子塊）、數(shù)據(jù)鏈路層和事務層。物理層的邏輯子塊是負責進行鏈路寬度、初始化和速度協(xié)商的；數(shù)據(jù)鏈路層是保證發(fā)送到鏈路上的數(shù)據(jù)的正確性以及數(shù)據(jù)在鏈路上被可靠地分組傳送；事務層是進行建立請求/結(jié)束交易、分組流量控制和信息傳送的。只有全面了解系統(tǒng)，才可以查找系統(tǒng)中其它總線衍生出的難檢問題。 以業(yè)內(nèi)廣泛推廣的串行數(shù)據(jù)標準之一的PCI Express (PCIe)為例，產(chǎn)品已經(jīng)從PCIe 1.0演進到PCIe 2.0，速度也從2.5Gb/s提高到5.0Gb/s。已有的協(xié)議分析儀可進行PCIe 2.0協(xié)議信息及跨總線分析，然而PCIe 2.0最大的驗證挑戰(zhàn)來自于電源管理。 對于電源管理，它需要動態(tài)協(xié)商使用的通路數(shù)量或“鏈路寬度”(最多16路)、鏈路速度(2.5Gb/s " 5.0Gb/s)和空閑狀態(tài)，才可以盡量的節(jié)約能耗。電源管理在系統(tǒng)中舉足輕重，這樣筆記本電腦才可以延長電池工作時間，服務器系統(tǒng)才能夠節(jié)約能量。驗證物理層事件的能力是至關(guān)重要的。 泰克公司新推出的TLA7S08和TLA7S16串行分析儀除了具有協(xié)議信息及跨總線分析功能，與眾不同之處是它的電源管理功能。它可以分別采集x1、x4鏈路或x8鏈路，兩塊TLA7S16串行分析儀模塊可用于雙向x16鏈路。PCIe 2.0鏈路可以動態(tài)改變寬度(通路數(shù)量)。例如，8路鏈路(x8)可以變成4路(x4)，后者要求的能耗較低；在系統(tǒng)需要時可以返回x8。PCIe 2.0規(guī)范還允許鏈路在2.5Gb/s " 5Gb/s之間動態(tài)交替速度，同時支持PCIe 1.0和2.0標準。此外，在不使用時，鏈路可以在短時間內(nèi)進入空閑電源狀態(tài)。在寬度和速度變化期間及在電源管理狀態(tài)轉(zhuǎn)換期間驗證這些鏈路正常運行非常重要。泰克的串行分析儀以獨一無二的方式驗證和調(diào)試這些鏈路流程的運行情況。 ● 串行數(shù)據(jù)鏈路分析 在物理層，當信號通過信道（如：電纜、PCB背板等）時，因信道損耗和其它失真改變了接收機上的NRZ數(shù)據(jù)信號形狀，把所需的方波變成嚴重失真的閉合眼圖波形，如圖2所示。如果采用傳統(tǒng)的測試方法將會得出系統(tǒng)無法運行的結(jié)論，但事實上鏈路依然運行良好。究其原因是系統(tǒng)中采用了接收機均衡器。均衡器使眼圖張開(如圖2中藍色部分)，允許區(qū)分邏輯狀態(tài)高和邏輯狀態(tài)低。 接收機均衡通常采用兩種均衡技術(shù)，即FFE前饋均衡和DFE判決反饋均衡。FFE可以提升頻率、補償數(shù)據(jù)傳輸衰減最嚴重的頻譜部分，同時也極大地放大了噪聲。DFE是更加先進的均衡方法，它是一種基于干凈(無噪聲)比較器輸出中的反饋的電平提升，因此不會注入噪聲。 串行數(shù)據(jù)鏈路分析主要是進行信號完整性和一致性測試，具體是指從發(fā)射機、信道、抖動噪聲、BER和鏈路等角度分析產(chǎn)品性能。傳統(tǒng)的發(fā)射機+信道組合顯然是不夠的。泰克DSA8200數(shù)字串行分析儀通過iConnect軟件實現(xiàn)TDR/TDT和S參數(shù)測試，提供信道檢定功能。運行在DSA8200上的80SJNB Advanced軟件，擁有完整的均衡和信道仿真功能。在接收機一側(cè)提供重要的FFE和DFE均衡方法，在發(fā)射機一側(cè)支持生成和測量預加重和去加重信號；通過信道仿真，工程師可以采集發(fā)射機輸出上的信號。借助仿真的信道使信號失真，然后檢驗信道最終的性能，無需提供物理硬件；擴頻時鐘(SSC) 廣泛用于臺式計算機和筆記本電腦中，SATA和PCI-Express等標準中都采用了SSC。80SJNB Advanced軟件支持SSC信號采集和分析，可以對高級發(fā)射機檢定。 經(jīng)驗借鑒 ● 提供完整的綜合解決方案 串行數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域需要完整的 綜合解決方案，包括實時示波器、采樣示波器、任意波形發(fā)生器、串行分析儀和完整的測試軟件；在對數(shù)據(jù)鏈路層和事務層進行邏輯分析時，從用戶實際需求出發(fā)，增加對物理層事件的驗證；跟隨行業(yè)和標準的發(fā)展，提供針對性的解決方案，以縮短被測產(chǎn)品的研制周期。泰克公司邏輯分析儀產(chǎn)品規(guī)劃師Sarah Boen女士表示：“泰克公司提供了高速串行數(shù)據(jù)分析整體解決方案，工程師可以從發(fā)射機到接收機檢定和測試整個設(shè)計的標準一致性�！� |
