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信号完整性剖析根底系列之二–关于眼图丈量(下)

三、眼图测量方法之前谈到,眼图测量方法有两种:2002年以前的传统眼图测量方法和2002年之后力科发明的现代眼图测量方法。传统眼图测量方

三、眼图丈量办法
之前谈到,眼图丈量办法有两种:2002年曾经的传统眼图丈量办法和2002年之后力科创造的现代眼图丈量办法。传统眼图丈量办法能够用两个英文要害词来表明:“Triggered Eye”和“Single-Bit Eye”。现代眼图丈量办法用别的两个英文要害词来表明:“Continuous-Bit Eye”和“Single-Shot Eye”。 传统眼图丈量办法用中文来了解是八个字:“同步触发+叠加显现”,现代眼图丈量办法用中文来了解也是八个字:“同步切开+叠加显现”。 两种办法的不同就四个字:传统的是用触发的办法,现代的是用切开的办法。“同步”是精确丈量眼图的要害,传统办法和现代办法同步的办法是不一样的。“叠加显现” 便是用模仿余辉的办法不断累积显现。
传统的眼图办法便是同步触发一次,然后叠加一次。每触发一次,眼图上增加了一个UI,每个UI的数据是相关于触发点摆放的,因而是“Single-Bit Eye”,每触发一次眼图上只增加了一个比特位。图一形象表明了这种办法构成眼图的进程。

图一传统眼图丈量办法的原理
传统办法的第一个缺陷便是功率太低。关于现在的高速信号如PCI-Express Gen2,PCI-SIG要求丈量1百万个UI的眼图,用传统办法就需求触发1百万次,这或许需求几个小时才干丈量完。第二个缺陷是,由于每次触发只能叠加一个UI,构成1百万个UI的眼图就需求触发1百万次,这样不断触发的进程中必定将示波器本身的触发颤动也引进到了眼图上。关于2.5GBbps以上的高速信号,这种触发颤动是不行疏忽的。
怎么同步触发,也便是说怎么使每个UI的数据相关于触发点摆放?也有两种办法,一种办法是在被测电路板上找到和串行数据同步的时钟,将此时钟引到示波器作为触发源,时钟的边缘作为触发的条件。别的一种办法是将被测的串行信号一起输入到示波器的输入通道和硬件时钟康复电路(CDR)通道,硬件CDR康复出串行数据里内嵌的时钟作为触发源。这种同步办法引进了CDR颤动,这是传统办法的第三个缺陷。此外,硬件CDR只能侦测接连串行信号才干作业正常,假如被测信号不是接连的,比如两段接连比特位之间有一段低电平,硬件CDR就不能康复出正确的时钟。别的,传统办法的作业原理决议了它不能对间歇性的串行信号做眼图,不能对保存的波形做眼图,不能对运算后的波形做眼图,这约束了使用规模。这是传统办法的第四个缺陷。
力科于2002年创造的现代办法构成眼图的原理如图二所示。示波器首要捕获一组接连比特位的信号,然后用软件PLL办法康复出时钟,最终使用康复出的时钟和捕获到的信号按比特位切开,切开一次,叠加一次,最终将捕获到的一组数据的每个比特位都叠加到了眼图上。在力科的示波器中,康复出的时钟能够独自输出来另作它用。
软件PLL办法康复时钟替代了传统办法中的硬件CDR办法是一大前进。咱们需求对软件PLL的作业原理深化了解。关于软件PLL,咱们将另文介绍。
假如一次捕获了1百万UI的PCI-E Gen2的数据,那么用这种办法根据力科的第四代示波器能够在1-2秒内构成眼图,因而,这种办法构成眼图的功率十分高,这是现代办法的第一个长处。此外,该办法经过触发一次捕获的很多数据就能构成很多数据的眼图,触发颤动约等于零,这是该办法的第二个长处。由于是用软件PLL办法,因而时钟康复颤动也为零,这是该办法的第三个长处。该办法能够对部分扩大之后的波形做眼图,能够对前史保存的波形做眼图,能够有一些高档眼图剖析功用,如眼图失利定位盯梢功用,ISOBer功用等,这是该办法的第四个长处。

图二现代眼图丈量办法的原理
图三所示清楚表明了现代办法关于非接连性的信号做眼图的优势。传统的办法无法别离出发射数据和接纳数据,但用现代的办法则能阻隔出发射和接纳数据。在实践使用中这种非接连性的信号比较常见,如处于实践作业形式下的PON信号,便是突发的一帧一帧的数据。

图三现代眼图办法的优势——对部分扩大之后的波形做眼图

四、力科示波器在眼图丈量方面的特色和优势
自2002年力科创造立异的眼图丈量办法以来,力科一直在眼图丈量方面坚持了肯定抢先优势。 力科的串行数据剖析仪SDA系列成为丈量眼图的首选东西。现在总结力科公司在眼图丈量方面的特色和优势如下:
1,眼图丈量是衡量高速信号质量的最常用办法。力科是业界最早选用软件康复时种的办法来构成眼图的,而现在这种办法已成为眼图丈量的行业标准。也便是说,力科界说了眼图丈量的新标准。
前面已具体比较了两种办法的优缺陷。下面这张图片是用力科示波器和其它品牌示波器测验相同信号的比照。用传统办法引进的触发颤动和CDR颤动带来了150ps的峰-峰值差错,这是不能疏忽的差错。在力科的示波器中保留了用硬件时钟构成图的功用,但已几乎没有工程师再喜爱用这种传统的办法了。

图四 现代办法和传统办法丈量眼图的不同
2,力科示波器的眼图丈量操作界面十分的简练快速,并且不需求使用第三方面软件,眼图的测验成果显现在示波器显现界面上,不需求翻开第三个窗口。
在关于示波器的第三方调查报告中,易于操作常作为使用者对抱负示波器的等待的首项。 “Although ease-of-use means different things to different people.”,但略微有一点点公平之心的人都会赞同这个定论:力科示波器的操作界面是最明晰简练的,最简单上手的,眼图丈量更是最便利的。
图五是力科SDA操作界面。 一级菜单,一望而知的操作过程。第一步点击挑选信号源,第二步挑选信号类型,第三步查找比特率,第四步点击眼图出来了。假如PLL不是GoldenPLL,多一次点击PLL设置的操作。 第一步、第二步、第三步在第一次进入测验界面设置完结后,随后不必再重复设置。所以在继续测验进程中,一般每次只需求点一键“Mask Tes”就产生了眼图。更是能够在点击“Summary”之后,一起产生了眼图、浴盆曲线、颤动趋势图、颤动直方图、各种颤动丈量参数等,如图六所示。何其便利哉!

图五 力科SDA眼图测验操作过程
在一次面临面的PK中,客户要求一起丈量眼图和颤动参数,咱们一秒钟操作完之后,我们开端观看T公司的AE在操作,只见鼠标飞速点击上百次,成果等了整整几分钟后还不见成果出来(也有或许那天是操作上呈现了失误)。一级又一级深埋的菜单,呼啦啦弹出一个又一个的窗口。图七便是那次PK的时分D公司点击上百次鼠标之后的成果。但明显和力科的图片比较,缺少了颤动丈量参数。 这些参数去哪里了?为什么没有显现出来?由于D公司的示波器测验眼图的窗口和眼图参数的窗口是两个窗口,不能一起保存起来,除非是接上键盘按PrintScreen键。为了完结眼图丈量,D公司的示波器一共需求有四个窗口——操作设置窗口,眼图成果显现窗口,丈量参数窗口,示波器本身的窗口。

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