中心議題：

• 高速串行信號帶來的測試挑戰
• 高速串行數據分析方案
• 信號完整性分析方案

高速串行信號帶來的測試挑戰

消費者對通信和計算機產品的要求越來越高，不斷提升的速度、buduanzengchangderongliang，danquebunengchengzhengbibianhuadejiage，chengweiyonghujuedingshifoutaoqiangoumaixinkuanchanpindejibenyaoqiu。zhexielaizizhongduankehudexuqiutongguochanyelianzhujichuandidaochanpinyanfagongchengshiduiceshiyiqidexuqiucengmian。nengshejichuchaogaoshujuchuanshusulvdetongxinchanpin，jiuyidingxuyaoxingnengpipeidexinhaoceshigongju，fouzewufabaozhengzuizhongchanpindexingneng、質量和一致性。

五年前，數據吞吐率在3.125Gb/s的通信係統背板隻是停留在少數頂尖通信設備商預研階段的概念，2.5Gb/s的PCI-ExpressG1協議也隻是售價昂貴的高端通信產品才具備的內部互連總線。而如今
，傳輸能力達6.25Gb/s高速背板已經非常普遍的應用在通信設備上，單對線吞吐率高達12Gb/s的串行背板總線在精湛的工程師手上也即將變為現實。

更高傳輸速率達5.0Gb/s的PCI-ExpressG2也早已是普通PC聲卡、顯卡的標準配置。而實際上，高達8Gb/s的PCI-ExpressG3總線標準也將在2009年正式麵世，還有4.8Gb/s的USB3.0接口
、6.4Gb/s的FB-DIMM存儲器架構，乃至10Gb/s的SerialRapidI/O串行協議等。

5Gb/s以上新串行協議層出不窮
，麵對這麼高速的測試信號，需要全新的思維：因為測試儀器本身已經構成了工程師診斷問題的障礙，示波器主機、探頭、測試夾具、電(dian)纜(lan)對(dui)被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)哪(na)怕(pa)是(shi)一(yi)點(dian)點(dian)的(de)破(po)壞(huai)，也(ye)可(ke)能(neng)讓(rang)你(ni)得(de)出(chu)與(yu)事(shi)實(shi)完(wan)全(quan)相(xiang)反(fan)的(de)結(jie)論(lun)，這(zhe)不(bu)僅(jin)需(xu)要(yao)示(shi)波(bo)器(qi)具(ju)備(bei)更(geng)高(gao)放(fang)大(da)器(qi)帶(dai)寬(kuan)和(he)采(cai)樣(yang)性(xing)能(neng)，而(er)且(qie)能(neng)夠(gou)去(qu)除(chu)由(you)於(yu)測(ce)試(shi)設(she)備(bei)的(de)引(yin)入(ru)而(er)對(dui)被(bei)測(ce)電(dian)路(lu)帶(dai)來(lai)的(de)負(fu)麵(mian)效(xiao)應(ying)；另ling一yi方fang麵mian串chuan行xing協xie議yi內nei容rong越yue來lai越yue複fu雜za
，需xu要yao更geng高gao級ji的de分fen析xi軟ruan件jian和he仿fang真zhen模mo型xing來lai深shen入ru洞dong察cha問wen題ti的de本ben質zhi。這zhe兩liang方fang麵mian催cui生sheng工gong程cheng師shi對dui測ce試shi設she備bei的de需xu求qiu不bu斷duan提ti高gao，同tong是shi也ye給gei測ce試shi儀yi器qi廠chang商shang帶dai來lai巨ju大da的de挑tiao戰zhan。

為wei工gong程cheng師shi提ti供gong匹pi配pei眼yan下xia乃nai至zhi未wei來lai一yi段duan時shi間jian內nei高gao速su串chuan行xing信xin號hao測ce試shi需xu求qiu的de數shu字zi示shi波bo器qi，降jiang低di工gong程cheng師shi測ce試shi信xin號hao的de難nan度du和he複fu雜za度du，讓rang他ta們men把ba主zhu要yao精jing力li集ji中zhong在zai產chan品pin設she計ji上shang
，而er不bu是shi測ce試shi上shang
，是shi具ju有you領ling導dao地di位wei的de測ce試shi儀yi器qi產chan商shang不bu可ke推tui卸xie的de責ze任ren。

                                  
                                              圖1QualiPHY串行協議一致性測試界麵

滿足高速串行信號測試的高帶寬高采樣示波器WaveMaster8Zi係列示波器及串行數據分析儀，為工程師測試新一代高速串行信號提供了全麵的解決方案。這款示波器的基本性能包括：最高達30GHz前端采集帶寬、最高達80GS/s的實時采樣率
、最深達512Mpts的可分析波形內存，大於15GHz的邊沿觸發帶寬
、最長達80bit的串行觸發能力

，以及標配比傳統方法更精確的眼圖和抖動測量軟件包—SDAII，串行協議一致性分析集成化工具—QualiPHY，為分析高速串行鏈路信號完整性而量身定製的EyeDoctorII軟件包，這些示波器行業的多項創新設計為工程師分析從100Mb/s的百兆以太網到12Gb/s的高速通信背板信號質量都提供了堅實的技術基礎。
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創新的高速串行數據分析方案

SDA8Zi串行數據分析儀基於WaveMaster8Zi係列示波器，標配存儲器提高了一倍，可以捕獲眼圖中更多的單位間隔。同時擁有增強的高速串行碼型觸發功能，支持高達80位碼型
，工作速度高達3.125Gb/s。

SDA8Zi標配的串行數據分析平台——SDAII功能非常全麵，包括基於NQ-Scale技(ji)術(shu)的(de)抖(dou)動(dong)分(fen)解(jie)方(fang)法(fa)及(ji)更(geng)精(jing)確(que)的(de)抖(dou)動(dong)分(fen)類(lei)工(gong)具(ju)，提(ti)高(gao)了(le)工(gong)程(cheng)師(shi)測(ce)量(liang)高(gao)速(su)信(xin)號(hao)微(wei)小(xiao)抖(dou)動(dong)的(de)信(xin)心(xin)，也(ye)提(ti)供(gong)了(le)更(geng)全(quan)麵(mian)的(de)洞(dong)察(cha)力(li)，深(shen)存(cun)儲(chu)時(shi)的(de)眼(yan)圖(tu)生(sheng)成(cheng)速(su)度(du)要(yao)比(bi)傳(chuan)統(tong)示(shi)波(bo)器(qi)快(kuai)20～100倍，可以在3秒內捕獲、分析和顯示近100萬個PCIExpress單位間隔。

其他工具如IsoBER(由已捕獲的眼圖去推測更長時間的眼圖閉合情況)和(he)模(mo)板(ban)違(wei)規(gui)定(ding)位(wei)器(qi)，可(ke)以(yi)簡(jian)便(bian)地(di)了(le)解(jie)複(fu)雜(za)的(de)問(wen)題(ti)。電(dian)纜(lan)補(bu)償(chang)功(gong)能(neng)可(ke)以(yi)去(qu)掉(diao)電(dian)纜(lan)失(shi)真(zhen)影(ying)響(xiang)，在(zai)高(gao)速(su)眼(yan)圖(tu)上(shang)更(geng)準(zhun)確(que)地(di)測(ce)量(liang)定(ding)時(shi)和(he)幅(fu)度(du)。新(xin)推(tui)出(chu)的(de)SDA8Zi分析儀同時標配眼圖、時間間隔誤差、浴盆曲線、抖動直方圖及其他抖動分類分析等多個完整的視圖。使用QuickView(快速查看)功能，工程師可以快速“一鍵”了解到串行信號的全貌，包括眼圖和抖動的多角度視圖。

在一致性測試階段，可以對各種既定標準使用自動化QualiPHY軟件

，如PCIe、SAS、SATA、HDMI、DisplayPort和XAUI。圖1所示為QualiPHY分析SATA一致性的操作界麵，整個操作過程便捷，全麵覆蓋標準規定的測試項目，並能自動輸出美觀實用的測試報告。

創新的信號完整性分析方案

為了在最困難的測量環境中測試最快速的新興技術，需要使用帶寬高達30GHz的示波器。在50ps上升時間或2.5Gb/s以下數據速率表現得不太明顯的測試挑戰

，在上升時間接近或變成小於25ps或信息速率超過5Gb/s時shi成cheng為wei不bu可ke規gui避bi的de問wen題ti。在zai這zhe些xie速su度du下xia，工gong程cheng師shi麵mian臨lin著zhe以yi前qian隻zhi限xian於yu微wei波bo頻pin域yu的de信xin號hao完wan整zheng性xing問wen題ti

，如ru不bu理li想xiang的de測ce試shi夾jia具ju和he連lian接jie電dian纜lan的de負fu載zai效xiao應ying會hui從cong被bei測ce電dian路lu中zhong汲ji取qu能neng量liang，從cong而er降jiang低di幅fu度du和he相xiang位wei測ce量liang的de保bao真zhen度du。

實現下一代高速串行數據標準的工程師麵臨著更快速
、更複雜的信號挑戰，與此同時，串行數據通道(互連、傳輸線、背板)速度並沒有同步提高，導致串行數據通道中的信號劣化問題。另外，新興串行數據標準如USB3.0
，要求模擬(仿真)信xin號hao傳chuan輸shu路lu徑jing，在zai所suo有you用yong戶hu環huan境jing中zhong都dou保bao證zheng可ke靠kao的de性xing能neng。最zui後hou，串chuan行xing數shu據ju接jie收shou機ji硬ying件jian是shi為wei平ping衡heng信xin號hao劣lie化hua專zhuan門men設she計ji的de，但dan工gong程cheng師shi沒mei有you任ren何he途tu徑jing直zhi接jie探tan測ce到daoSerDes接收端芯片內部應用了均衡優化後的被測信號的性能
，道理很簡單，因為沒有任何辦法可以將探頭伸入到芯片內部。

解決方案是力科EyeDoctorII信號完整性係列工具
，它提供了電纜和測試夾具反嵌功能
、預加重和去加重建模功能、串行數據通道仿真功能和串行數據接收機均衡功能。EyeDoctorII能夠對圖2所示典型的串行鏈路進行建模並仿真各個部分對信號的影響：

                                  
                                                   圖2EyeDrII對應的串行鏈路模型

                                   
                                             圖3EyeDoctorII對串行信號均衡仿真效果

WaveMaster8Zi支持對串行通道或測試夾具使用工業標準的S參數描述，支持最多到16端口的信道模型，並將每個S係數以Plot的形式繪製在屏幕上
，方便客戶多角度觀測信道質量。獲得S參數文件的方法包括采用矢量網絡分析儀或力科WaveExpert取樣示波器的TDR模塊，或采用專門的EDA仿真軟件。

對均衡器的描述有兩種方法：第一
，有經驗的工程師可以輸入均衡器內部每個抽頭的準確參數；第二，隻需輸入基本的信號參數如數據率、門限判別電平等
，EyeDoctorII會訓練出一套最優化的抽頭係數。圖3是對芯片Pin測得已接近閉合的眼圖在均衡仿真後的眼圖，可以看出，對均衡後的信號做眼圖和抖動分析更有意義。