深入淺出談高速串行信號測試

假如我們從事的高速I(mǎi)C或者是高速I(mǎi)O的模組RD，不僅要保證所提供的產(chǎn)品能夠滿(mǎn)足行業(yè)規范所規定的接口指標（例如輸出電壓擺幅、抖動(dòng)、眼圖等），還必須要保證客戶(hù)購買(mǎi)我們的產(chǎn)品后所搭建的系統，具有足夠的系統穩定性--即誤碼率要求。

誤碼率應該是系統指標最重要，而且是最直觀(guān)的表征了。最初它誕生在通信系統測試中，反映了信道對信息的影響。對于高速串行總線(xiàn)系統中，它描述了信號在信道互聯(lián)（走線(xiàn)、連接器、電纜等）中傳輸時(shí)，接收端收到的錯誤比特的概率。

BER=Received Error Bit Number / Total Transfered Bit Number

雖然定義很簡(jiǎn)單，但是里面包含了太多的內容。BER測試在Telecom領(lǐng)域中一直是重要的測試項目；在近幾年，隨著(zhù)串行速率越來(lái)越快，在Datacom、PC，乃至嵌入式領(lǐng)域中，BER的概念也越來(lái)越重要。簡(jiǎn)單說(shuō)BER測試包含了Tx、Rx以及對鏈路完整的、系統級的考察，是作為系統定標時(shí)的重要參數。

在“深入淺出談高速串行信號測試（二）”中，我們重點(diǎn)探討了抖動(dòng)和噪聲的測量和分析，其最終的目的就是為了對系統誤碼率的評估。這里之所以是“評估”，而不是“測量”，正是體現了示波器對BER測試的局限性。根據BER的定義可知，測試BER的儀器必須能夠源源不斷的產(chǎn)生測試bit，并且能夠接收DUT送回的bit，比較發(fā)送和接收的bit是否一致，以確定錯誤bit的個(gè)數和出現的幾率。誤碼率分析儀（BERT）是典型的測試BER的儀器。通常示波器僅能完成對DUT發(fā)出信號的采樣，能夠測試抖動(dòng)、眼圖，但無(wú)法直接測量BER（泰克擁有業(yè)內唯一能夠提供誤碼檢測功能的實(shí)時(shí)示波器，詳情請參考上篇博文）。

傳統的BERT在測試BER方面當仁不讓?zhuān)钱擠UT誤碼率沒(méi)有達到要求時(shí)，工程師往往希望測試儀器提供一些調試的方向和信息。很遺憾，BERT沒(méi)有辦法做這些。例如信號完整性測試和分析、阻抗測量、協(xié)議相關(guān)分析等等，需要示波器等時(shí)域的儀器來(lái)測試。圖1很形象的區分了BERT和示波器的功能以及應用場(chǎng)合。

圖1：BERT和示波器的功能以及應用場(chǎng)合

哪里有需求，哪里就有市場(chǎng)。BERTScope系列產(chǎn)品就是融合了BERT和Scope的優(yōu)點(diǎn)于一體的、高性能、高度集成、易于操作高速串行系統的測量、驗證和調試工具。從名字上看，BERTScope能代替傳統的BERT完成誤碼率的測試；并且還能實(shí)現示波器功能：分析眼圖、抖動(dòng)等高速串行總線(xiàn)的指標。更重要的是，BERTScope的示波器功能是建立在對每一個(gè)bit的采集之上的。也就是說(shuō)BERTScope所進(jìn)行的抖動(dòng)、眼圖測試時(shí)，會(huì )完全的將數據流中每一個(gè)bit的信息全部考慮其中。這樣，作為示波器調試工具的延伸，BERTScope能夠測量到更深樣本條件下的抖動(dòng)、分析更小概率的誤碼事件。

圖2：抖動(dòng)分析+誤碼率測試，輕松完成系統調試

隨著(zhù)數據率的不斷提升，各種規范開(kāi)始對系統誤碼率的要求從以前單純對Tx的考量，逐漸演化為對Tx和Rx二者同時(shí)的考量。也就是說(shuō)在Rx端接收容限的測試，在今后的高速串行總線(xiàn)系統中會(huì )越來(lái)越普及。BERTScope具有閉環(huán)測試的能力，碼型發(fā)生部分可以生成最高26.5Gbps的碼流，并且在碼流中還能增加Rx端容限測試所需要的抖動(dòng)。

圖3：BERTScope內建的抖動(dòng)、噪聲發(fā)生功能。能夠產(chǎn)生Rx容限測試的各種信號

特別對于信號速率大于6Gbps的Rx端容限測試，例如PCIE Gen3、10Gbase-KR等，BERTScope內建的Stress信號源產(chǎn)生各種抖動(dòng)信號激勵DUT；BERTScope還可以發(fā)送標準的協(xié)議碼流將DUT在線(xiàn)設置為L(cháng)oopback模式；同時(shí)BERT部分可以檢測DUT誤碼率，決定DUT的不同抖動(dòng)情形下BER是否符合標準要求。

BERTScope對今后高速串行領(lǐng)域中，包括芯片、模組、背板以及系統的測試將帶來(lái)革命性的變化，以適應未來(lái)測試系統高速、準確、便捷的要求。

目前我們提供以下講義下載：

• BERTScope誤碼率分析儀概覽及與示波器的關(guān)系
• 探討B(tài)ERTScope在高速串行數據中的優(yōu)勢
• 10GbE-KR BERTScope 測試方法