力科示波器高速串行數據全方位測試方案

　　在高速信號調試時(shí)工程師必須首先調試并驗證其設計是否符合物理層規范。在此階段，信號完整性(如眼圖和抖動(dòng))是關(guān)鍵問(wèn)題，很多這種驗證和調試是通過(guò)使用偽隨機碼序列(PRBS)或循環(huán)測試碼，并結合示波器及示波器廠(chǎng)家提供的串行數據眼圖和抖動(dòng)分析軟件來(lái)完成的。

　　在確保物理層信號質(zhì)量沒(méi)有問(wèn)題后，串行信號從測試碼變?yōu)?b/10b編碼字符序列，此時(shí)系統級問(wèn)題成為調試的重點(diǎn)，問(wèn)題可能會(huì )出現在物理層-鏈路層域(涉及信號完整性和數據完整性的交叉領(lǐng)域)。這時(shí)，就需要對物理層信號實(shí)現解碼分析。

　　對于現代的高速串行系統，系統之間的協(xié)調工作顯得更為突出，協(xié)議間的任何沖突也會(huì )導致整個(gè)系統出現問(wèn)題，因此分析物理層和鏈路層往往還是不夠的，還必須要對系統的協(xié)議層進(jìn)行分析，這時(shí)往往需要用到專(zhuān)用的協(xié)議分析儀。本文將為大家重點(diǎn)介紹力科示波器針對高速串行信號物理層、鏈路層和協(xié)議層的解決方案。

　　高速信號的傳輸過(guò)程分析

　　為了確保較好的信號傳輸質(zhì)量，高速串行數據信號在傳輸之前往往需要進(jìn)行相應的編碼處理，如下圖1所示即為串行信號簡(jiǎn)單的傳輸過(guò)程，在發(fā)送端信號先進(jìn)行Scrambler和8b/10b編碼處理，處理后的信號經(jīng)過(guò)傳輸鏈路傳輸后進(jìn)入接收端后還需要進(jìn)行10b/8b和Scrambler的解碼處理。我們觀(guān)察信號都需要在傳輸鏈路上進(jìn)行觀(guān)察，因此觀(guān)察到的是編碼后的加擾信號和10b信號。

　　8b/10b編碼是當前大部分高速串行信號都使用的一個(gè)非常通用的編碼方式。如SATA、PCIE GEN1/2均使用8b/10b編碼方式。使用8b/10b編碼可以確保電路的DC平衡(使得0電平和1電平的密度保持平衡)，這樣系統可以更加準確的從數據中恢復出理想時(shí)鐘，也可以有效的減小碼間干擾抖動(dòng)，盡可能的減小系統出錯的概率。另外，通常8位代表一個(gè)數據位，如果所有位都用來(lái)表示數據，那么將沒(méi)有多余的位來(lái)進(jìn)行碼型的同步，因此8b/10b編碼的另外一個(gè)好處是可以提供多余的位來(lái)作為同步碼，如常見(jiàn)的K28.5、K28.3等碼型。圖2為一個(gè)8b/10b的示例：

　　數據的比特位從8位增加到了10位，原數據位中出現較少的電平特性經(jīng)過(guò)編碼后得到了增加。

　　圖3為對信號傳輸鏈路上采集到的信號的解碼過(guò)程。使用示波器可以直接觀(guān)察到圖3最上端的物理層波形，如果要觀(guān)察到10b解碼信息和Scramble解碼信息，則需要使用示波器廠(chǎng)家提供的專(zhuān)用的高速串行信號解碼分析軟件。

　　進(jìn)一步進(jìn)行解析，即可得到協(xié)議層的信息，如圖4所示。

　　物理層測試分析 (1) 高達45GHZ帶寬的實(shí)時(shí)串行數據分析儀(實(shí)時(shí)示波器)、120GS/S的采樣率、768MS的可分析存儲深度，不僅適合于目前所有串行數據的標準，也提前為下一代高速串行數據標準的測試解決方案提供了充分的帶寬和采樣率的保證。