利用示波器實(shí)現高速的全方位分析

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。