個比特的眼圖,力科的ISOBER技術(shù)可在實時示波器上快速測量與分析很低誤碼率時的眼圖輪廓,為高速串行信號設(shè)計提供了更好的分析與驗證方法。
關(guān)鍵詞:BER,常規(guī)眼圖測量,BEREyeContour,ISOBER,實時示波器
常規(guī)的眼圖測量
眼圖測試是高速串行信號物理層測試的一個重要項目。眼圖是由多個比特的波形疊加后的圖形,從眼圖中可以看到:數(shù)字信號1電平、0電平,信號是否存在過沖、振鈴?抖動是否很大?眼圖的信噪比?上升下降時間是否對稱(占空比)?眼圖反映了大數(shù)據(jù)量時的信號質(zhì)量,可以直觀的描述高速數(shù)字信號的質(zhì)量與性能。如圖1所示為某1.25G信號的眼圖??梢钥吹皆撔盘柕亩秳虞^大。另外,在很多高速數(shù)字信號的標(biāo)準(zhǔn)中,定義了不同測量點的眼圖模板。圖1的深藍色部分是眼圖模板,測量到的眼圖不能觸碰到該模板。
圖2:連續(xù)比特位的眼圖生成方法
在實時示波器中,通常使用連續(xù)比特位的眼圖生成方法。力科于2002年在業(yè)界早采用連續(xù)比特位的眼圖測試方法,使用軟件CDR恢復(fù)時鐘,能快速測量眼圖和抖動。如下圖2所示,步示波器采集到一長串連續(xù)的數(shù)據(jù)波形;第二步,使用軟件CDR恢復(fù)時鐘,用恢復(fù)的時鐘切割每個比特的波形,從第1個、第2個、第3個、一直到第n-1個、第n個比特;后一步是把所有比特重疊,得到眼圖。在測量中需要注意的是當(dāng)前的眼圖是多少個比特生成的眼圖?
在實時示波器中,通常使用連續(xù)比特位的眼圖生成方法。力科于2002年在業(yè)界早采用連續(xù)比特位的眼圖測試方法,使用軟件CDR恢復(fù)時鐘,能快速測量眼圖和抖動。如下圖2所示,步示波器采集到一長串連續(xù)的數(shù)據(jù)波形;第二步,使用軟件CDR恢復(fù)時鐘,用恢復(fù)的時鐘切割每個比特的波形,從第1個、第2個、第3個、一直到第n-1個、第n個比特;后一步是把所有比特重疊,得到眼圖。在測量中需要注意的是當(dāng)前的眼圖是多少個比特生成的眼圖?
什么是BER?
在數(shù)字電路系統(tǒng)中,發(fā)送端發(fā)送出多個比特的數(shù)據(jù),由于多種因素的影響,接收端可能會接收到一些錯誤的比特(即誤碼)。錯誤的比特數(shù)與總的比特數(shù)之比稱為誤碼率,即BitErrorRatio,簡稱BER。誤碼率是描述數(shù)字電路系統(tǒng)性能的重要的參數(shù)。在GHz比特率的通信電路系統(tǒng)中(比如FibreChannel、PCIe、SONET、SATA),通常要求BER小于或等于
。BER=
指的是發(fā)送/接收了10
個比特,只允許1個比特出錯。誤碼率較大時,通信系統(tǒng)的效率低、性能不穩(wěn)定。影響誤碼率的因素包括抖動、噪聲以及信號的速率。
基于誤碼率的眼圖輪廓測試(BEREyeContour)-力科稱為ISOBER 在上文中提到眼圖是多個比特位的信號疊加得到的測量結(jié)果,所以測試中需要注意眼圖是由多少個比特組成的?
使用常規(guī)的實時示波器來測量高速串行信號的眼圖,在幾秒鐘內(nèi)可以生成1萬個比特疊加的眼圖。力科示波器使用了創(chuàng)新的XStream技術(shù),可以快速的生成眼圖,以SDA816Zi測量3.125Gbps的XAUI信號為例,大概幾秒就可以得到上百萬個比特的眼圖。即使如此速度,也很難直接測量到10個比特的數(shù)據(jù)疊加得到的眼圖,與誤碼率聯(lián)系在一起,即BER=10時的眼圖輪廓。假設(shè)每5秒測量到1M個比特的眼圖,測量10的眼圖需要5*10秒=1388.8小時,可見對于示波器來說,測量BER=10的眼圖是很有挑戰(zhàn)性的。如圖3所示為疊加了282萬個比特的眼圖。 基于誤碼率的眼圖輪廓測試又稱為BEREyeContour測試,在抖動測量的文檔MJSQ(MethodologiesforJitterandSignalQualitySpecification的縮寫)中提出用BERTscan方法來測量BEREyeContour(見MJSQRev14.1的10.4.3節(jié))。誤碼率測試儀BERT通過不斷調(diào)節(jié)延時時間得到在水平方向的特定決策點的誤碼率,同時可以測量到不同誤碼率的總體抖動,同理,在垂直方向調(diào)節(jié)門欄電壓,可以得到特定電壓的誤碼率。同時掃描水平方向的延時和垂直方向的門欄電壓并測量誤碼率,即可得到眼圖內(nèi)任一個判決點的誤碼率,將相同誤碼率的點連線,即可得到某個誤碼率的眼圖輪廓