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高速串行数据链路的自动化一致性测试

导读: 美国力科公司在数字示波器和串行数据分析仪平台上提出了“自动化测试”的概念,为多个串行数据标准一致性测试提供完整的解决方案,包括最新的数字示波器和串行数据分析仪,能支持最高18GHz模拟带宽、60GS/s实时采样率。

  引言

  高速串行数据链路的一致性测试是个复杂的课题,既要求测试设备厂家能提供高性能的仪器,又要求测试工程师能充分利用仪器去解决问题。大家都希望仪器是我们解决问题的一部分,而不是问题本身的一部分。美国力科公司在数字示波器和串行数据分析仪平台上提出了“自动化测试”的概念,为多个串行数据标准一致性测试提供完整的解决方案,包括最新的数字示波器和串行数据分析仪,能支持最高18GHz模拟带宽、60GS/s实时采样率。作为解决方案的一部分,力科还推出了自动化一致性测试软件包QualiPHY,致力于提高工作效率,降低工程师操作仪器和生成报告的复杂度,让工程师不会再觉得一致性测试是枯燥无味的任务。下文向大家介绍QualiPHY是如何帮助工程师应对高速串行数据链路测试面临的挑战的。

  一致性测试的难点

  目前,进行串行数据链路一致性测试的主要仪器平台是高速数字示波器或串行数据分析仪(如力科公司的SDA),工程师在利用这些设备进行测试时,普遍面临下面介绍的困难。

  1 如何掌握测试标准内容

  随着串行总线技术的日益进步,信号完整性成为设计师最头疼的问题,包括串扰、EMI、抖动、反射、封装噪声、偏移和静电等,这些问题对设计、测试同样重要。各种串行总线的一致性测试标准均定义了以适应高速信号庞大的信号完整性分析需求。例如,100BaseT的一致性测试规范要求测量眼图、抖动、上升/下降时间、过冲/下冲、差分输出电平、高低电平对称性、占空比偏移等;USB2.0一致性测试规范对HighSpeed的Device分析也定义了几十个参数。

  测试规范对每种参数都有适用范围,实际测量值必须落在这个范围才被判定为合格。

  所以,测试工程师既需要掌握完整的测试参数列表,又需要了解每种参数对应的示波器工作状态,还需要清楚每个参数的合格测量范围。这是非常复杂的工作。

  2 如何设置测试环境

  串行数据的信号质量分析和一致性测试一般都离不开测试夹具的辅助。夹具的主要作用是在不同的信号形式之间相互转换,比如以太网测试夹具就是将双绞线信号转换成探头信号。每个测量项目都需要测试夹具、被测器件和示波器三者之间建立合适的互连拓扑关系,准确掌握所有连接关系也是非常困难的事情。  

  3 对仪器操作不是很熟悉

  串行数据总线技术的飞速进步对示波器的性能提出了更高的标准,同时也使得现代高端示波器的操作复杂度也日益加大,记住一致性测试规程中的每个步骤,示波器该如何操作,是非常不容易的事。

  4 如何生成测试报告

  每个硬件工程师都有这种切身体会,编写测试报告是非常费神费时的工作。需要收集测量结果、对比标准规范来分析某个测量参数是否合格,保存关键波形画面并贴到报告中去,如果测试参数多达几十个,比如USB2.0测试,那工作量将是非常巨大的。

  5 串行数据协议类型比较多

  计算技术的不断普及和内容需求的迅猛增长都需要更快的数字通路,目前PCI Express、SATA、HDMI、SAS等串行数据总线架构已经广泛应用于数字环境中,而且更快速的PCIExpress2.0、HDMI1.3、SATAIII等第二代和第三代总线架构也已经开始出现或正在研发过程中,再加上更为普遍的Ethernet和USB2.0,串行总线协议的类型越来越丰富,对测试工程师的要求也越来越高。不同协议测试的切换都意味着重新开始学习。

  QualiPHY软件特性

  针对高速数字系统工程师在进行串行总线一致性测试时面临的难题,美国力科公司推出了功能强大、易于使用的QualiPHY软件包,下面从几个方面介绍该软件如何帮助工程师解决这些一致性测试难题。

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