串行数据共同测验及调试系列之四–以太网信号质量问题

一 前语

关于体系规划人员来说，模数混合电路中最困难的当地在于模仿部分的规划，其间最具代表性的便是咱们常常要面临的物理层收发器(PHY)及其收发回路和匹配网络的规划。即便关于使用比较老练的以太网物理层规划而言，DAC驱动电流的基准偏置，差分信号线对的走线，乃至于匹配电阻的方位，都有或许影响到其物理层的信号质量并经过接口技能目标测验露出出来。

二 以太网口信号质量测验剖析

1 100Base-TX接口测验环境及其设置

100Base-TX接口测验原理

100Base-TX接口的测验选用业界比较通用的诱导发包的办法来引导DUT宣布扰码后的IDLE进行测验，更多细节请参阅美国力科公司《Ethernet solution-QualiPHY》专项技能文档，

测验设备：

测验拓扑如图1：

　　　　　　　　　　　图1 Ethernet接口目标测验衔接框图

2 测验中呈现的问题

本次测验将首要验证产品上4个以太网100Base-TX接口的技能目标。关于其间比较直观的100Base-TX物理层的眼图模板，《ANSI+X3_263-1995》规范中有着清晰的眼图模板界说见图2。

图2 100Base-TX 眼图模板

关于100Base-TX接口技能目标的测验办法，《IEEE Std 802.3-2000》规范中也有具体的阐明， 工程师依照诱导发包的测验办法进行了网口眼图的测验，测验进程中发现测验网口呈现了信号波形碰触模板的问题，波形见图3：

图3 以太网口测验眼图_FAIL

3 问题剖析处理

从眼图开始剖析来看，发送信号的起伏应该是满意要求的。可是能够显着的发现信号边缘仍是比较缓，并且从单个波形来看边缘有不单调的问题。计划的原厂是一家通讯业界专心于IP宽带处理计划的国际型大公司，其以太网模块部分应该经过具体验证过。最大的或许是二次开发进程中板级体系规划时的一些要害技能参数的合作问题。工程师在进行了信号起伏以及上升下降时间等细节目标的测验之后证明了之前的判别，信号的起伏是满意要求的，但信号的上升下降时间与其他的计划比较的确大了（此计划的信号上升下降时间在4.3nS~4.6nS区间，尽管满意规范中要求的3~5nS。但依据体系容差规划准则，芯片规划人员一般会将Slew Rate调整在4nS左右，保证上下区间调整地最大容限。）。怎么改善需求信号的发送接纳回路进行一个体系的剖析了。经过对网口技能目标的量测剖析，现在最首要的问题在于信号的边缘比较缓，并且存在不单调的问题，最或许的原因是传输回路容性负载过大以及驱动缺乏。能够从这两个方面下手处理。

1）信号差分线对及阻抗匹配，网口的差分走线的阻抗操控和耦合处理我司在Layout这一块的应该现已很老练了，并且此款计划选用芯片内部匹配网络，没有外部匹配元件。所以暂不进行这一块的剖析。