信號(hào)完整性測(cè)試PPT課件

1、2021-4-211 高速信號(hào)完整性測(cè)試和驗(yàn)證技術(shù)高速信號(hào)完整性測(cè)試和驗(yàn)證技術(shù) 2021-4-212 內(nèi)容 信號(hào)完整性測(cè)試內(nèi)容 高速電路中的常見(jiàn)問(wèn)題和測(cè)試技巧 衡量高速信號(hào)質(zhì)量的重要手段和方法：眼圖和抖動(dòng)測(cè)試與分析 高速互連的阻抗測(cè)試與分析 2021-4-213 內(nèi)容 信號(hào)完整性測(cè)試內(nèi)容 測(cè)試對(duì)于信號(hào)完整性設(shè)計(jì)的重要性 阻抗的測(cè)試 波形的測(cè)試 時(shí)序的測(cè)試 電源完整性的測(cè)試 S參數(shù)或SPICE模型的建模工作 均衡和預(yù)加重 誤碼率的測(cè)試 案例分析 高速電路常見(jiàn)測(cè)試問(wèn)題和調(diào)試技巧 衡量高速信號(hào)質(zhì)量的重要手段和方法：眼圖和抖動(dòng)測(cè)試與分析 高速互連的阻抗測(cè)試與分析 2021-4-214 客戶調(diào)查：您需要

2、哪一項(xiàng)測(cè)試？ + - Rcv + - Rcv + - Rcv path + - + - path + - + - path + - + - Test point Tx + - Tx + - Tx + - Test point Test point Tx + InterconnectTx + Interconnect Tx + - Tx outputTx output path + - + - path + - + - path + - + - Test pointTest point Test pointTest point Test pointTest point Interconnect

3、(by itself)Interconnect (by itself) 1 2 34 System testSystem test Test points (functional check; debug) 2021-4-215 信號(hào)完整性?xún)?nèi)容 波形完整性（Waveform integrity） 時(shí)序完整性（Timing integrity） 電源完整性（Power integrity） 信號(hào)完整性分析的目的就是用最小的成本，最快的時(shí)間使產(chǎn)品達(dá)到波形完 整性、時(shí)序完整性、電源完整性的要求。 2021-4-216 測(cè)試能幫我們做些什么？ 驗(yàn)證 驗(yàn)證我們的硬件設(shè)計(jì)是否符合設(shè)計(jì)要求 驗(yàn)證我們的信號(hào)質(zhì)

4、量是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求：波形，時(shí)序，電源 驗(yàn)證仿真結(jié)果和實(shí)測(cè)結(jié)果的一致性：波形，時(shí)序，電源 驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性 調(diào)試 調(diào)試的目的：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題 問(wèn)題是否是硬件設(shè)計(jì)的問(wèn)題？ 問(wèn)題是否是器件的原因：驅(qū)動(dòng)能力？模型？ 問(wèn)題是否是布局布線的問(wèn)題：拓?fù)洌慷私?？阻抗？走線長(zhǎng)度？串?dāng)_？ 2021-4-217 信號(hào)完整性在硬件不同階段的工作 需求分析、方案選 擇（define） 原理圖設(shè)計(jì)階段 （sch design） PCB設(shè)計(jì)階段 （cadsi） 調(diào)試、問(wèn)題解決階 段（debug） SI測(cè)試 SI仿真 SI仿真SI仿真 SI測(cè)試 SI仿真 2021-4-218 阻抗測(cè)試 阻抗不連續(xù)帶來(lái)的問(wèn)題 反射問(wèn)題 波

5、形質(zhì)量問(wèn)題 時(shí)序問(wèn)題 阻抗測(cè)試的目的 驗(yàn)證PCB走線阻抗控制 驗(yàn)證CABLE阻抗控制 查找阻抗不連續(xù)點(diǎn)（阻抗突變、斷路、短路） 2021-4-219 波形測(cè)試 2021-4-2110 波形測(cè)試模板測(cè)試 2021-4-2111 時(shí)序測(cè)試 時(shí)序測(cè)試的內(nèi)容： 建立時(shí)間、保持時(shí)間測(cè)試 走線長(zhǎng)度測(cè)試 抖動(dòng)測(cè)試 時(shí)序不滿足帶來(lái)的問(wèn)題 建立時(shí)間和保持時(shí)間違規(guī)會(huì)帶來(lái)數(shù)據(jù)讀取上的問(wèn)題比如誤碼等 毛刺 2021-4-2112 建立/保持時(shí)間 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 輸出輸出 時(shí)鐘時(shí)鐘 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 時(shí)鐘時(shí)鐘 輸出輸出 D CK Q 2021-4-2113 違反建立時(shí)間 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 時(shí)鐘時(shí)鐘 輸出輸出 D CK Q 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 輸出輸出

6、 時(shí)鐘時(shí)鐘 建立建立保持保持 ? 2021-4-2114 PI問(wèn)題：引起的原因 電源分配系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括電壓調(diào)整模塊、去耦電容和電源/地平面三 方面的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)不當(dāng)產(chǎn)生的后果是同步切換噪聲（SSN），也被稱(chēng)為 同步切換輸出（SSO）或電源/地彈噪聲，主要是由封裝和插座電感而引 起的。 2021-4-2115 PI問(wèn)題：測(cè)試 測(cè)試工具：示波器，50歐姆同軸電纜，50歐姆可焊接電纜，隔直板 選擇AC耦合，50歐姆輸入阻抗測(cè)試全頻段的噪聲，之后選擇1M歐姆輸入 阻抗測(cè)試低頻段噪聲。同時(shí)通過(guò)FFT變換，知道頻譜分布。 2021-4-2116 鏈路建模的兩種方法：仿真和測(cè)試 目前常用的高速電路仿真軟件

7、ANSOFT HSPICE CADENCE 建立在模型的基礎(chǔ)上 器件廠家提供的IBIS模型/SPICE模 型/S參數(shù)等 自己建模得到的鏈路模型如過(guò)孔/傳 輸線模型等 節(jié)約硬件成本：可以在設(shè)計(jì)前進(jìn)行仿 真分析 降低設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn) 靈活：不同走線長(zhǎng)度，不同速率，不 同環(huán)境情況下的分析 受到模型準(zhǔn)確度的限制，特別是鏈路 模型的精度 不能真實(shí)反應(yīng)信號(hào)真實(shí)運(yùn)行環(huán)境 2021-4-2117 鏈路建模的兩種方法：仿真和測(cè)試 目前常用的高速測(cè)試儀器 信號(hào)波形質(zhì)量：實(shí)時(shí)示波器DPO70K/ 采樣示波器DSA8200 信號(hào)時(shí)序關(guān)系：邏輯分析儀 TLA5K/TLA7K 頻域測(cè)試：采樣示波器DSA8200/實(shí) 時(shí)頻譜儀 建

8、立在實(shí)際環(huán)境的基礎(chǔ)上 依賴(lài)于儀器/測(cè)試方法/測(cè)試環(huán)境 真實(shí)反應(yīng)信號(hào)真實(shí)運(yùn)行環(huán)境，最真實(shí) 的結(jié)果 沒(méi)有模型精度的限制 硬件成本高：必須在單板加工完成/器 件貼裝后才能進(jìn)行 設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)高：如設(shè)計(jì)有問(wèn)題，有可能 浪費(fèi)我們研發(fā)時(shí)間和人力物力 不靈活：只能在特定的走線長(zhǎng)度，速 率，特定的環(huán)境情況下進(jìn)行測(cè)試 2021-4-2118 當(dāng)前高速芯片接收端都使用了均衡 在發(fā)送端是一個(gè) “OPEN”的眼睛 在接收端是一個(gè)“CLOSE” 的眼睛 怎么去測(cè)試這個(gè)眼圖？ path + - + - Tx + - path+ - + - path+ - + - + - Rcv EQUALIZER 但是如果我在這點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試 我

9、發(fā)現(xiàn)眼圖是閉合的 我不想在這點(diǎn)去測(cè)試信號(hào)，因 為我想知道通道對(duì)信號(hào)的影響 2021-4-2119 均衡和預(yù)加重的測(cè)試 軟件實(shí)現(xiàn)均衡: n張開(kāi)眼圖進(jìn)行顯示 (示波 器作為接收端) n讓設(shè)計(jì)人員看到接收端內(nèi) 部的信號(hào)波形情況 n我們可以使用80SJNB軟件 分析均衡后的信號(hào) n 針對(duì)已知PRBS碼型自動(dòng)獲 得 Taps 值 2021-4-2120 抖動(dòng)、眼圖和浴盆曲線 2021-4-2121 抖動(dòng)、噪聲和誤碼原因分析 信號(hào)損傷主要是抖動(dòng) 鏈路的BER只受到抖動(dòng)影響 抖動(dòng)分離可以查看根本原因 準(zhǔn)確的BER推斷和浴缸曲線 信號(hào)損傷主要是噪聲 有時(shí)引起B(yǎng)ER的原因主要是噪聲噪聲 抖動(dòng)分離對(duì)了解BER性能

10、根本原因的作用非常小 抖動(dòng)和噪聲同時(shí)造成信號(hào)損傷 通常情況下同時(shí)受到抖動(dòng)和噪聲的影響 抖動(dòng)分離只能解決部分問(wèn)題 2021-4-2122 更完整/更準(zhǔn)確地分析BER = 無(wú)界 = 有界 噪聲分離噪聲分離 隨機(jī)噪聲隨機(jī)噪聲 (RN) 確定性噪聲確定性噪聲 (DN) 周期性噪聲周期性噪聲 (PN) 數(shù)據(jù)相關(guān)噪聲數(shù)據(jù)相關(guān)噪聲 (DDN) 總噪聲總噪聲 (TN) 抖動(dòng)分離抖動(dòng)分離 總抖動(dòng)總抖動(dòng) (TJ) 占空經(jīng)抖動(dòng)占空經(jīng)抖動(dòng) (DCD) 數(shù)據(jù)相關(guān)抖動(dòng)數(shù)據(jù)相關(guān)抖動(dòng) (DDJ) 周期性抖動(dòng)周期性抖動(dòng) (PJ) 確定性抖動(dòng)確定性抖動(dòng) (DJ) 隨機(jī)抖動(dòng)隨機(jī)抖動(dòng) (RJ) 誤碼率誤碼率 (BER) 更準(zhǔn)確地推斷

11、眼圖輪廓和更準(zhǔn)確地推斷眼圖輪廓和BER 2021-4-2123 包含抖動(dòng)、噪聲，BER的三維“浴盆曲線” 包含了抖動(dòng)、噪聲、誤碼率的三維 “浴盆曲線”更加準(zhǔn)確的描述出了誤 碼率的根源，同時(shí)能更加準(zhǔn)確的預(yù)測(cè) 出誤碼率 2021-4-2124 SI引起的現(xiàn)象和根源 2021-4-2125 串?dāng)_引起的現(xiàn)象和根源 2021-4-2126 波形的測(cè)試單調(diào)性測(cè)試 2021-4-2127 波形的測(cè)試地彈 2021-4-2128 波形的測(cè)試反射 2021-4-2129 眼圖測(cè)試噪聲 2021-4-2130 眼圖測(cè)試抖動(dòng) 2021-4-2131 茶歇和Q/A 2021-4-2132 高精度信號(hào)完整性基礎(chǔ) 202

12、1-4-2133 內(nèi)容 信號(hào)完整性?xún)?nèi)容 高精度信號(hào)完整性測(cè)試基礎(chǔ) 信號(hào)保真度 信號(hào)完整性測(cè)試的關(guān)鍵指標(biāo) 流行的信號(hào)完整性測(cè)試設(shè)備 高速電路常見(jiàn)問(wèn)題和調(diào)試技巧 衡量高速信號(hào)質(zhì)量的重要手段和方法：眼圖和抖動(dòng)測(cè)試與分析 高速互聯(lián)的阻抗測(cè)試和分析 2021-4-2134 信號(hào)完整性測(cè)試的基礎(chǔ)信號(hào)保真度 2021-4-2135 信號(hào)完整性測(cè)試的工具 2021-4-2136 信號(hào)完整性的基本分析方法 2021-4-2137 高速信號(hào)完整性測(cè)試的準(zhǔn)備 需要了解的背景知識(shí) 信號(hào)完整性的概念和內(nèi)容 常見(jiàn)的信號(hào)完整性問(wèn)題的現(xiàn)象、原因 常見(jiàn)的信號(hào)完整性問(wèn)題解決方法 對(duì)軟件仿真、硬件設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)測(cè)試的了解 信號(hào)完

13、整性測(cè)試內(nèi)容 測(cè)試的目的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題 問(wèn)題是否是硬件設(shè)計(jì)問(wèn)題 問(wèn)題是否是器件原因驅(qū)動(dòng)能力、模型？ 問(wèn)題是否是布局布線問(wèn)題？拓?fù)?、端接、阻抗、走線長(zhǎng)度、串?dāng)_？ 2021-4-2138 了解您的信號(hào)特性 被測(cè)信號(hào)類(lèi)型 串行/并行總線？ 差分還是單端 上升時(shí)間（速度） 頻率 時(shí)鐘選擇 測(cè)試儀器的關(guān)鍵指標(biāo) 探頭影響 帶寬和上升時(shí)間 采樣模式 時(shí)鐘恢復(fù) 時(shí)間精度 2021-4-2139 沒(méi)有探頭沒(méi)有探頭及及儀表儀表 有探頭有探頭及及儀表儀表 Gain = - RC RE f0 = 1 2 RCCC Gain = - (RC|RP) RE f0 = 2 (RC|RP)(CC+CP) 1 NOTE:

14、VCC 為交流對(duì)地為交流對(duì)地 DUT VCC CC RC 探頭及儀表探頭及儀表 RP CP RE VIN 探頭如何影響測(cè)量測(cè)量系統(tǒng) 2021-4-2140 你的電路是這輛車(chē)，貨物是探頭負(fù)載 太重的探頭負(fù)載會(huì)讓信號(hào)不能正常工作！ 2021-4-2141 探頭的選擇等效負(fù)載舉例 一個(gè)CMOS邏輯器件驅(qū)動(dòng)了七個(gè)門(mén)，連接了一個(gè)10X衰減探頭后有什么后 果？ CMOS電路，24pf/Load，3fp/Gate 差分信號(hào)傳輸過(guò)程會(huì)受到探頭負(fù)載影響 2021-4-2142 探頭的選擇等效負(fù)載舉例 2021-4-2143 探頭輸入阻抗對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?Frequency 100M 10M 1M 100k 10

15、k 1k 100 10 1 1001k10k100k1M10M100M1G10G Input Impedance Zo 0.15 pF/500 Active 1.0 pF/1 M 1X Passive 100 pF/1 M 10X Passive 10 pF/10 M 10X Passive probe loading goes to 159 at 100 MHz 2021-4-2144 典型的高速探頭 2021-4-2145 基于示波器的信號(hào)完整性測(cè)試 觀察信號(hào)的有無(wú)，大致是否和期望相符 定量分析信號(hào)的特性，測(cè)量幅度、頻率、上升時(shí)間、下降時(shí)間、脈沖寬度、脈 沖個(gè)數(shù)、過(guò)沖等 觀測(cè)電路是否有偶發(fā)

16、故障，并分析其重復(fù)性，研究其成因 信號(hào)完整性測(cè)試，是否有噪聲、過(guò)沖、振鈴、非單調(diào)、抖動(dòng)等特性 射頻信號(hào)頻譜、調(diào)制分析 捕獲信號(hào)，研究其和一些標(biāo)準(zhǔn)（自定義的或者標(biāo)準(zhǔn)化組織制訂的）的對(duì)應(yīng)情況， 得到規(guī)范的測(cè)試報(bào)告 PCIE、SATA、Ethernet、USB 使用示波器采集和存儲(chǔ)信號(hào)，并用其它自定義方法分析 電流電壓和瞬態(tài)功率測(cè)量 測(cè)試系統(tǒng)的組成部分 2021-4-2146 示波器的幾個(gè)角色 最通用的調(diào)試工具 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 定位問(wèn)題 分析問(wèn)題 解決問(wèn)題 一致性驗(yàn)證工具 采集數(shù)據(jù) 按照標(biāo)準(zhǔn)分析；得出與標(biāo) 準(zhǔn)的符合情況 構(gòu)建基于示波器的專(zhuān)用測(cè) 試系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集器 采集數(shù)據(jù)后分析處理 寬帶射頻接收機(jī) 觀察信

17、號(hào)的有無(wú)，大致是否和期望 相符 定量分析信號(hào)的特性，測(cè)量幅度、 頻率、上升時(shí)間、下降時(shí)間、脈沖 寬度、脈沖個(gè)數(shù)、過(guò)沖等 觀測(cè)電路是否有偶發(fā)故障，并分析 其重復(fù)性，研究其成因 信號(hào)完整性測(cè)試，是否有噪聲、過(guò) 沖、振鈴、非單調(diào)、抖動(dòng)等特性 射頻信號(hào)頻譜、調(diào)制分析 捕獲信號(hào)，研究其和一些標(biāo)準(zhǔn)（自 定義的或者標(biāo)準(zhǔn)化組織制訂的）的 對(duì)應(yīng)情況，得到規(guī)范的測(cè)試報(bào)告 使用示波器采集和存儲(chǔ)信號(hào)，并用 其它自定義方法分析 電流電壓和瞬態(tài)功率測(cè)量 測(cè)試系統(tǒng)的組成部分 2021-4-2147 示波器的關(guān)鍵指標(biāo) 帶寬和上升時(shí)間 探頭帶寬選擇 高采樣率下的長(zhǎng)存儲(chǔ) 波形捕獲率 每秒鐘捕獲多少個(gè)波 形？ 發(fā)現(xiàn)未知問(wèn)題的概率

18、示波器的高級(jí)觸發(fā) 定位特定故障的能力 定位關(guān)鍵 分析波形的能力 故障搜索能力 針對(duì)總線標(biāo)準(zhǔn)的分析 高精度定時(shí)和抖動(dòng)分 析 波形顯示 想看看不到 有沒(méi)有故障？ 有故障，是何種故障，在哪里？ 故障的重復(fù)性怎樣？ 看到抓不到 邊沿觸發(fā)？能力太弱 高級(jí)觸發(fā)？功能不足，或是性 能太低 偶爾碰運(yùn)氣抓到一次，下一次 呢？ 抓到測(cè)不準(zhǔn) 示波器測(cè)試能力有限 示波器分析能力不足 拿來(lái)不會(huì)用 裸體示波器 示波器調(diào)試能力不了解 沒(méi)有時(shí)間查看厚厚的使用手冊(cè) 2021-4-2148 示波器的帶寬（模擬帶寬） 0 dB 6 div at 50 kHz - 3 dB 4.2 div at bandwidth 2021-4-2

19、149 帶寬對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響 2021-4-2150 帶寬和諧波 2021-4-2151 示波器的示波器的帶寬帶寬影響轉(zhuǎn)換時(shí)間影響轉(zhuǎn)換時(shí)間( (Transition-timeTransition-time) )的的測(cè)量測(cè)量值值 低通低通濾波器濾波器( (一一階階) )的的效應(yīng)效應(yīng) ( (帶寬帶寬X X上升上升時(shí)間時(shí)間 = 0.35) = 0.35) 測(cè)量測(cè)量值是值是系統(tǒng)系統(tǒng)的合成的合成結(jié)果結(jié)果 ( (示波器示波器帶寬帶寬需大需大于輸入信號(hào)帶寬于輸入信號(hào)帶寬) ) 使用使用350350MHzMHz帶寬帶寬，即，即1 1nsns上升上升時(shí)間時(shí)間(0.35/350(0.35/350M)M)的示波器，

20、的示波器，測(cè)量測(cè)量1 1nsns上升上升 時(shí)間時(shí)間的方波的方波信號(hào)信號(hào) ( (示波器示波器帶寬等于輸入信號(hào)帶寬時(shí)帶寬等于輸入信號(hào)帶寬時(shí)) )測(cè)量測(cè)量值如下值如下 : : 使用使用1 1GHzGHz帶寬帶寬，即，即350350psps上升上升時(shí)間時(shí)間(0.35/1(0.35/1G)G)的示波器的示波器( (示波器示波器帶寬大于帶寬大于 輸入信號(hào)帶寬輸入信號(hào)帶寬3 3倍倍) )測(cè)量測(cè)量值如下值如下 : : 示波器示波器帶寬帶寬 v.s. 上升上升時(shí)間時(shí)間 ( () ) ( () ) 22 上升時(shí)間上升時(shí)間上升時(shí)間上升時(shí)間上升時(shí)間上升時(shí)間 示波器示波器測(cè)量值測(cè)量值 + += = ( () )( ()

21、 )nsnsns41.111 22 = =+ += = 上升時(shí)間上升時(shí)間 測(cè)量值測(cè)量值 ( () )( () )nspsns06.13501 22 = =+ += = 上升時(shí)間上升時(shí)間 測(cè)量值測(cè)量值 2021-4-2152 114MHz時(shí)鐘信號(hào)的“5倍”規(guī)則 2021-4-2153 問(wèn)題我們?yōu)槭裁葱枰宕沃C波？ 2021-4-2154 差分信號(hào)的數(shù)據(jù)率比較 串行總線數(shù)據(jù)速率串行總線數(shù)據(jù)速率基頻基頻3 3次諧波次諧波5 5次諧波次諧波 2.5 2.5 Gb/s (PCI-Express)Gb/s (PCI-Express)1.25 1.25 GHzGHz3.75 3.75 GHzGHz6.25

22、6.25 GHzGHz 3.0 3.0 Gbps (SATA II)Gbps (SATA II)1.51.5GHzGHz4.5 4.5 GHzGHz7.5 7.5 GHzGHz 3.125 3.125 Gbps (XAUI)Gbps (XAUI)1.56 1.56 GHzGHz4.69 4.69 GHzGHz7.81 7.81 GHzGHz 4.25 4.25 Gb/s (Gb/s (光纖通道光纖通道) )2.125 2.125 GHzGHz6.375 6.375 GHzGHz10.625 10.625 GHzGHz 4.8 4.8 Gb/s (FBD)Gb/s (FBD)2.4 2.4 GH

23、zGHz7.2 7.2 GHzGHz12.0 12.0 GHzGHz 5.0 5.0 Gb/s (PCI-Express II)Gb/s (PCI-Express II)2.5 2.5 GHzGHz7.5 7.5 GHzGHz12.5 12.5 GHzGHz 6.0 6.0 Gb/s (SATA III)Gb/s (SATA III)3.0 3.0 GHzGHz9.0 9.0 GHzGHz15.0 15.0 GHzGHz 6.25 6.25 Gb/s (2x XAUI) (CEI)Gb/s (2x XAUI) (CEI)3.125 3.125 GHzGHz9.375 9.375 GHzGHz1

24、5.625 15.625 GHzGHz 6.46.4Gb/s (Gb/s (前側(cè)總線前側(cè)總線) )3.2 3.2 GHzGHz9.6 9.6 GHzGHz16.0 16.0 GHzGHz 8.0 8.0 Gb/s (Gb/s (前側(cè)總線前側(cè)總線) )4.0 4.0 GHzGHz12.0 12.0 GHzGHz20.0 20.0 GHzGHz 8.0 8.0 Gb/s (PCI-Express III)Gb/s (PCI-Express III)4.0 4.0 GHzGHz12.0 12.0 GHzGHz20.0 20.0 GHzGHz 2021-4-2155 被測(cè)信號(hào)上升時(shí)間的考慮 上升時(shí) 間

25、 示波器帶寬需求(MHz) 3的精 度 5的精 度 10的精 度 100ps560048004000 90ps622553354445 80ps700060005000 70ps800068605715 60ps933580006670 50ps1120096008000 40ps140001200010000 30ps186701600013335 Assumption: Frequency = 0.4 / Rise -Time (20%-80%) Required BW for 5% measurement accuracy = Frequency x 1.2 2021-4-2156 單次

26、采樣和重復(fù)采樣 2021-4-2157 采樣率影響 混淆（混迭）信號(hào)(Aliasing) 頻率為f的正弦波, 小于2f 采樣率 2021-4-2158 采樣率 采樣率不足使測(cè)量上升時(shí)間產(chǎn)生誤差。 采樣率的決定，須使用公式: BW=0.35/tr 2021-4-2159 實(shí)時(shí)示波器的優(yōu)點(diǎn)（Real Time Oscilloscope） 實(shí)時(shí)示波器 更先進(jìn)的電路調(diào)試能力 實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)電路故障 實(shí)時(shí)顯示波形 強(qiáng)大的觸發(fā)能力 更強(qiáng)的分析能力 長(zhǎng)采集內(nèi)存（100M采集內(nèi)存） 能夠進(jìn)行復(fù)雜的抖動(dòng)分析 可以在軟件中實(shí)現(xiàn)PLL進(jìn)行時(shí)鐘 恢復(fù) 可以測(cè)試并行總線的眼圖 更強(qiáng)的通用性 更適合于通用的電路測(cè)試 支持測(cè)試小

27、于2.5Gbps的所有高 速信號(hào) 電路連接方便 取樣示波器 測(cè)試電壓范圍有限 僅能捕獲重復(fù)的信號(hào) 眼圖測(cè)試需要外觸發(fā)或時(shí)鐘恢復(fù) 時(shí)鐘恢復(fù)電路內(nèi)嵌在示波器中， 靈活性不如軟件實(shí)現(xiàn)方案 抖動(dòng)分析能力不足 更加專(zhuān)用/用于通用電路故障定位 的能力較弱 超過(guò)1Gbps的光電測(cè)試 高速脈沖測(cè)試 一般是通過(guò)SMA連接測(cè)試 2021-4-2160 取樣示波器的優(yōu)點(diǎn)(Sampling Oscilloscope) 實(shí)時(shí)示波器 帶寬有限 一般小于20GHz帶寬 導(dǎo)致最快的信號(hào)發(fā)生ISI效應(yīng) 噪聲相對(duì)較大 最快的A/D沒(méi)有提供高的垂直分辨率 8bit垂直分辨率 實(shí)現(xiàn)相同的帶寬需要更高的成本 取樣示波器 帶寬高 儀器沒(méi)

28、有引入ISI (70+GHz) 垂直精度較高（14位A/D） 噪聲極低 眼圖顯示更清楚 模塊化結(jié)構(gòu) 硬件擴(kuò)展方便 支持TDR測(cè)試 能夠測(cè)試阻抗 2021-4-2161 ET RT ET RT ET RT ET RT ET 選擇合適的示波器進(jìn)行信號(hào)完整性測(cè)試 2021-4-2162 實(shí)時(shí)頻譜儀/信號(hào)源分析儀 優(yōu)點(diǎn) 帶寬高 動(dòng)態(tài)范圍大 抖動(dòng)和噪聲極低 支持測(cè)試相位噪聲等射頻參數(shù) 缺點(diǎn) 只能測(cè)試時(shí)鐘 信號(hào)連接限制 不能連續(xù)采集實(shí)時(shí)波形 僅能進(jìn)行簡(jiǎn)單抖動(dòng)分析 無(wú)法實(shí)時(shí)顯示波形 無(wú)法估算誤碼率 2021-4-2163 典型的信號(hào)完整性測(cè)試工具：BERT 優(yōu)點(diǎn) 測(cè)試誤碼率 系統(tǒng)級(jí)的工具直接測(cè)試高速鏈路和接

29、受端性能 缺點(diǎn) 測(cè)試時(shí)間過(guò)長(zhǎng) 抖動(dòng)分析功能弱 信號(hào)連接限制 不能連續(xù)采集實(shí)時(shí)波形 無(wú)法實(shí)時(shí)顯示波形 需要外部時(shí)鐘 價(jià)格昂貴，功能單一 2021-4-2164 茶歇和Q/A 2021-4-2165 高速電路常見(jiàn)測(cè)試問(wèn)題和調(diào)試技巧 2021-4-2166 您需要哪一項(xiàng)測(cè)試？ + - Rcv + - Rcv + - Rcv path + - + - path + - + - path + - + - Test point Tx + - Tx + - Tx + - Test point Test point Tx + InterconnectTx + Interconnect Tx + - Tx ou

30、tputTx output path + - + - path + - + - path + - + - Test pointTest point Test pointTest point Test pointTest point Interconnect (by itself)Interconnect (by itself) 1 2 34 System testSystem test Test points (functional check; debug) 2021-4-2167 內(nèi)容 高速信號(hào)故障發(fā)現(xiàn)和定位技巧 高速差分LVDS的測(cè)試方法 高速串行總線的信號(hào)完整性測(cè)試 高速標(biāo)準(zhǔn)總線的測(cè)試

31、方法和實(shí)例（PCIExpress） 2021-4-2168 調(diào)試電路，您經(jīng)常遇到的問(wèn)題？ 想看看不到 有沒(méi)有故障？ 有故障，是何種故障，在哪里？ 故障的重復(fù)性怎樣？ 看到抓不到 邊沿觸發(fā)？能力太弱 高級(jí)觸發(fā)？功能不足，或是性能太低 偶爾碰運(yùn)氣抓到一次，下一次呢？ 抓到測(cè)不準(zhǔn) 示波器測(cè)試能力有限 示波器分析能力不足 拿來(lái)不會(huì)用 裸體示波器 示波器調(diào)試能力不了解 沒(méi)有時(shí)間查看厚厚的使用手冊(cè) 2021-4-2169 高速數(shù)字系統(tǒng)的故障 2021-4-2170 電路的運(yùn)行方式 + - + - Rcv + - + - Rcv + - + - Rcv + - + - Rcv Tx + - Tx + - T

32、x + - Tx + - n電路在實(shí)時(shí)運(yùn)行 故障產(chǎn)生的原因多種 即便您已經(jīng)知道有故障，也很難知道它出現(xiàn)的確切時(shí)間 您一次能夠抓多少信號(hào)找故障？ 兩次抓信號(hào)之間是否需要時(shí)間？ 2021-4-2171 電路故障在哪里？針在哪里？ 3m左右，2.5 10 10 0.03m左右 2021-4-2172 觸發(fā)定位信號(hào)完整性問(wèn)題 隔離時(shí)間故障 毛刺 脈沖寬度 超時(shí) 時(shí)序（AB事件序列） 信號(hào)邊沿（斜率）異常 隔離幅度問(wèn)題 欠幅脈沖 幅度異常 隔離并行數(shù)字信號(hào)故障 建立/保持時(shí)間違規(guī)觸發(fā) 邏輯狀態(tài)觸發(fā) 邏輯組合觸發(fā) 隔離串行邏輯信號(hào)故障 串行觸發(fā) 2021-4-2173 高速電路信號(hào)完整性故障調(diào)試實(shí)例 20

33、21-4-2174 1、定位PCB殘樁導(dǎo)致的發(fā)射問(wèn)題 2021-4-2175 2、通過(guò)觸發(fā)定位高速電路中的總線競(jìng)爭(zhēng) 2021-4-2176 3、通過(guò)觸發(fā)定位高速電路中的驅(qū)動(dòng)能力問(wèn)題 2021-4-2177 4、通過(guò)觸發(fā)定位并行總線的建立/保持時(shí)間故障 測(cè)量建立/保持時(shí)間 建立時(shí)間和保持時(shí)間是多少？ 是否滿足器件手冊(cè)的技術(shù)指標(biāo)？ 2021-4-2178 定位信號(hào)完整性故障的觸發(fā)方式總結(jié) 毛刺觸發(fā) 亞穩(wěn)態(tài)效應(yīng)，串?dāng)_，異步競(jìng)爭(zhēng) 矮波觸發(fā) 亞穩(wěn)態(tài)效應(yīng)，總線競(jìng)爭(zhēng)，驅(qū)動(dòng)能力不足 斜率觸發(fā) 驅(qū)動(dòng)能力不足，PCB走線發(fā)射，端接和匹配不當(dāng) 建立保持時(shí)間違規(guī)觸發(fā) 并行總線時(shí)序問(wèn)題，數(shù)據(jù)鎖存余量不足 幅度異常觸發(fā)

34、總線干擾問(wèn)題，電源異常 時(shí)間溢出觸發(fā) 時(shí)鐘漏失問(wèn)題，總線時(shí)序問(wèn)題 邏輯組合觸發(fā) 2021-4-2179 電路調(diào)試隱含前提：已經(jīng)知道有故障 0.03m左右 + - + - Rcv + - + - Rcv + - + - Rcv + - + - Rcv Tx + - Tx + - Tx + - Tx + - 2021-4-2180 如何發(fā)現(xiàn)未知的故障 采集死區(qū)時(shí)間 采集到一個(gè)波形 漏失波形漏失潛在的故障 采集下一個(gè)波形 2021-4-2181 利用示波器的波形捕獲率能夠發(fā)現(xiàn)未知故障 對(duì)于任何示波器，在顯示刷新的時(shí)候都會(huì)有死區(qū)時(shí)間，這時(shí)被測(cè)信號(hào)無(wú)法被 捕獲 當(dāng)死區(qū)時(shí)間增加時(shí)，看到低出現(xiàn)頻率的故障信號(hào)

35、的可能性就會(huì)降低 采集時(shí)間采集時(shí)間死區(qū)時(shí)間死區(qū)時(shí)間采集時(shí)間采集時(shí)間 波形捕獲率波形捕獲率: Probability Acquisition (Sweep) Time of Capture Acquisition (Sweep) Time + System (Sweep) Holdoff Time = 2021-4-2182 波形捕獲率對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響波形捕獲率對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響 模擬實(shí)時(shí)模擬實(shí)時(shí) 提高波形捕獲率提高波形捕獲率 數(shù)字存儲(chǔ)數(shù)字存儲(chǔ) 波形捕獲率波形捕獲率: 毛刺被丟失 2021-4-2183 偶發(fā)信號(hào)故障的發(fā)現(xiàn)是前提 2021-4-2184 隔離多路并行總線的信號(hào)完整性故障 邏輯毛刺觸

36、發(fā) 多通道同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 加亮顯示毛刺位置和細(xì)節(jié) 建立/保持時(shí)間違規(guī)觸發(fā) 多通道同時(shí)檢測(cè) 加亮顯示毛刺位置和細(xì)節(jié) 模擬域和數(shù)字域聯(lián)合觸發(fā) 模擬特征和邏輯總線時(shí)間關(guān)聯(lián) 快速隔離故障總線 分析故障原因 2021-4-2185 高速并行總線的信號(hào)完整性故障定位實(shí)例 120M時(shí)鐘， 12路高速數(shù)據(jù)傳輸 有無(wú)更高效的方法定位并行總線信號(hào)完整性故障 2021-4-2186 多路并行總線的信號(hào)完整性故障調(diào)試技術(shù) 了解并行總線的特點(diǎn) 尋找多路總線的問(wèn)題 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)多路總線 顯示總線故障位置 邏輯毛刺寬度，出現(xiàn)頻率，位置 3種邏輯毛刺 測(cè)量故障信號(hào)模擬特性 示波器聯(lián)合觸發(fā) 和多路邏輯信號(hào)相關(guān)聯(lián)顯示 分析故障波形，確

37、定毛刺成因 2021-4-2187 多路并行總線的信號(hào)完整性故障定位 2021-4-2188 并行總線信號(hào)完整性測(cè)試總結(jié) 能夠觀測(cè)高速信號(hào)的總線運(yùn)行，包括模擬行為和邏輯行為兩個(gè)層面，其 中最重要的是兩種行為的互相影響情況 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：邏輯分析儀是最有效觀測(cè)總線運(yùn)行的工具，快速求解 定位問(wèn)題：邏輯分析儀是最有效定位總線時(shí)序錯(cuò)誤的工具，快速求解 建立/保持時(shí)間違規(guī)，邏輯毛刺，傳輸時(shí)延 精確定位和分析：示波器是最直觀的研究系統(tǒng)模擬行為的工具 時(shí)間相關(guān)地觀測(cè)模擬和邏輯信號(hào)，能最大化工作效率 可測(cè)性設(shè)計(jì)，是信號(hào)完整性測(cè)試的基礎(chǔ)必須要在設(shè)計(jì)之初考慮方便 的測(cè)試端口 適于探測(cè) 對(duì)電路的影響最小 自定義測(cè)試端口

38、或者專(zhuān)用置具 2021-4-2189 茶歇 思考題 總線的亞穩(wěn)態(tài)故障通過(guò)什么觸發(fā)能夠定位？ 總線的驅(qū)動(dòng)能力不足一般通過(guò)什么觸發(fā)能夠快速定位？ 2021-4-2190 內(nèi)容 高速信號(hào)故障發(fā)現(xiàn)和定位技巧 高速差分LVDS的測(cè)試方法 高速串行總線的信號(hào)完整性測(cè)試 高速標(biāo)準(zhǔn)總線的測(cè)試方法和實(shí)例（PCIExpress） 2021-4-2191 高速差分信號(hào)傳輸實(shí)例 2021-4-2192 高速差分LVDS信號(hào)測(cè)試 LVDS差分信號(hào)完整性測(cè)試項(xiàng)目 LVDS差分信號(hào)的探測(cè)方法 測(cè)試點(diǎn)的選取，測(cè)試探頭的選擇 LVDS差分信號(hào)測(cè)試考慮 2021-4-2193 差分信號(hào)測(cè)試內(nèi)容 幅度測(cè)試 共模電壓 差模電壓幅度 差模電壓峰值幅度 單端電壓幅度 時(shí)間測(cè)試 差分Skew RX負(fù)載端的上升時(shí)間，下降時(shí)間 抖動(dòng)測(cè)試 TIE 眼圖 估算誤碼率 TJBER 去加重測(cè)試 差分阻抗測(cè)試 2021-4-21