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SATA測試——眼圖分析,信號完整性測試,硬件測試服務,信號質量測試,硬件維修,硬件整改,硬件組裝測試

2019/11/14提供者: 北京淼森波信息技術有限公司 人氣指數:461 進入該公司展臺

 

SATA測試——眼圖分析

Misenbo實驗室


SATA接口眼圖測試

11月10日,***半導體科技(北京)有限公司的工程師們帶著新研發的產品來到我們的實驗室(Misenbo實驗室),進行SATA接口眼圖測試。整個測試過程非常順利。下面分享幾張測試過程圖。




很多工程師都知道高速信號需要測量眼圖。

那眼圖代表著什么? 

該如何分析眼圖的好與壞?

以及從眼圖各種形狀上,我們能知道哪些信息呢?

請接著往下看

眼圖代表著什么


首先讓我們先了解關于眼圖的基本知識:

為什么要關注眼圖?

數字信號的眼圖中包含了豐富的信息,可以體現數字信號的整體特征,能夠很好地評估數字信號的質量,因而眼圖的分析是數字系統信號完整性分析的關鍵之一。

 

眼圖實際上就是數字信號的一系列不同二進制碼按一定的規律在示波器屏幕上累積后的顯示,簡單地說,由于示波器具有余輝功能,只要將捕獲的所有波形按每三個比特分別地疊加累積,從而就形成了眼圖。

 

因而眼圖分析是高速互連系統信號完整性分析的核心。反映的是鏈路上傳輸的所有數字信號的整體特征。

如何分析眼圖的好與壞


在對于一個眼圖進行好和壞的評估時,通常都有一些常見的衡量指標,比如眼高,眼寬,抖動,占空比等,如上圖。通過對眼睛不同部位的表征,可以快速地判斷和定性信號的問題。比如眼圖跳變沿交叉點的上下區域可以代表占空比,如果上下區域比例不對稱,則代表占空比的結果可能存在問題。有時候為了能簡單直觀地判斷眼圖指標是否符合要求,可以將規范定義的要求制作成一個模板,然后通過示波器來調用,便可以直接觀察到眼圖是否有接觸到模板。如果沒有接觸到則表示眼圖的指標符合規范要求,同樣如果有接觸到模板,也可以根據接觸的位置針對性的改善。不需要像傳統的測試方法去一一地測量眼圖指標了。

通過眼圖能知道哪些信息



不同的眼圖可以反映不同的信號質量,對于有經驗的工程師可以從眼圖上發現信號是否存在阻抗不匹配導致的反射,以及某種抖動成分偏大,甚至知道如何來優化眼圖質量。總體來說:

· 眼圖的張開度與抖動和BER相關聯;

· 眼圖張開越大,表明對噪聲和抖動的容許誤差越大;

· 眼圖張開越大,表明接收器判斷靈敏度越好;

· 眼頂、眼底和轉換區域寬表明接收器判斷靈敏度降低

“張開”的眼圖呢?以下從幾個方面考慮:

(1)考慮 PCB 走線長度:短走線并非始終能夠滿足,短走線意味著低損耗。

(2)考慮 PCB 走線寬度:寬走線可以降低趨膚效應。

(3)減小板材的介電常數:降低介電損耗(Dielectric Loss),但將增加成本。

(4)信號預加重和均衡處理:通過對跳變位預加重(Pre-Emphasis)處理,補償線路上因信號跳變產生的針對高頻分量的損耗。

(5) 阻抗不連續造成的反射,阻抗匹配減少反射和眼圖相關的眼圖參數有很多,如眼高、眼寬、眼幅度、眼交叉比、“1”電平,“0”電平,消光比,Q因子,平均功率等。

“1”電平和”0”電平表示選取眼圖中間的20%UI部分向垂直軸投影做直方圖,直方圖的中心值分別為“1”電平和“0”電平。眼幅度表示“1”電平減去“0”電平。上下直方圖的3sigm之差表示眼高。

眼圖既然是實時波形的疊加,對于眼圖的分析也應該具有實時性。上圖第二張是Keysight實時示波器測出的眼圖,在示波器窗口中能看到上半部窗口是實時波形的顯示,下半部窗口是實時眼圖的顯示。這種同步實時性的顯示功能可以讓工程師更直觀地對波形和眼圖進行觀察,更好地進行分析和調試工作。

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