多通道及多速率高速串行通訊系統(tǒng)的串?dāng)_測(cè)量技術(shù)
當(dāng)查看一個(gè)基本隨機(jī)數(shù)據(jù)模式的頻率響應(yīng)時(shí),頻譜將不僅僅在奇次諧波產(chǎn)生波峰。相反,能量將更多地分布到整個(gè)頻率區(qū)間。在這種情況下,將難以查看串?dāng)_的效應(yīng),因?yàn)轭l譜能量底限可能比串?dāng)_能量要高。這樣,在串行數(shù)據(jù)發(fā)送器上測(cè)量串?dāng)_時(shí),最有效的模式是 1010 類(lèi)的周期性模式。整個(gè)模式看起來(lái)就像是方波,所以當(dāng)不是在奇次諧波時(shí)能量底限比較低。
串?dāng)_測(cè)量設(shè)備設(shè)置
圖4 顯示了一個(gè)對(duì)多通道高速串行傳輸器件進(jìn)行串?dāng)_測(cè)量的設(shè)備設(shè)置例子,在這個(gè)例子中是一款賽普拉斯 CYV15G0404DXB 獨(dú)立通道串行器/解串器。每個(gè)通道的參考碼時(shí)鐘 (REFCLKx) 由不同的安捷倫 8133A 脈沖發(fā)生器提供。脈沖發(fā)生器的 RMS 抖動(dòng)
應(yīng)當(dāng)很低,因?yàn)槠涠秳?dòng)直接與串行輸出的抖動(dòng)相關(guān)。因此,減少參考時(shí)鐘的抖動(dòng)使得在串行數(shù)據(jù)通路上查看串?dāng)_的效應(yīng)更容易。安捷倫 8133A 的 RMS 抖動(dòng)小于 5 ps(典型情況下是 1 ps)。在發(fā)送器端的測(cè)量是在串行輸出 OUTA+ 上進(jìn)行的。其他通道可以以獨(dú)立數(shù)據(jù)速率進(jìn)行操作。
使用安捷倫 86100A 高寬帶示波器可進(jìn)行時(shí)間域抖動(dòng)測(cè)量。使用安捷倫 E4407B 頻譜分析儀進(jìn)行頻率域測(cè)量。
為測(cè)量最壞情況下串?dāng)_的量,所有通道都必須打開(kāi),并且發(fā)送的信號(hào)必須反饋到接收器,以使得串?dāng)_的量最大化。在查找串?dāng)_的起因時(shí),可以一次打開(kāi)一個(gè)通道然后觀察造成最大抖動(dòng)增量的配置,或者觀察造成與侵入者通道頻率相關(guān)的最高能量峰值情況時(shí)的配置。
結(jié)論
采用時(shí)間域測(cè)量方法,可以更好地理解串?dāng)_是如何對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生影響。因?yàn)槎秳?dòng)是造成比特誤碼的原因,這個(gè)測(cè)量有助于判定系統(tǒng)的抖動(dòng)預(yù)算。同樣地,數(shù)據(jù)模式可以是任何普通的數(shù)據(jù)模式(例如,PRBS 23),這樣就可以對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行分析。
頻率域測(cè)量方法在判定串?dāng)_的起因時(shí)可以作為一個(gè)有用的工具。頻譜分析儀屏幕圖形則提供了一個(gè)探測(cè)非原始信號(hào)峰值的簡(jiǎn)便方法。這些峰值的頻率可用于判定哪個(gè)侵入者信號(hào)對(duì)系統(tǒng)的影響最大,并判定串?dāng)_發(fā)生在哪里(PLL、信號(hào)蹤跡、I/O 緩沖區(qū)等)。
附文:高級(jí)串?dāng)_測(cè)量章節(jié):侵入者頻率掃描
本章節(jié)將證明,當(dāng)侵入者邊緣速率增加時(shí)串?dāng)_效應(yīng)會(huì)隨之增加。如串?dāng)_章節(jié)所描述,當(dāng)操作頻率增加時(shí)發(fā)送器件通常會(huì)增加其邊緣速率。因此,串?dāng)_的效應(yīng)會(huì)隨著操作頻率的增加而增加。
測(cè)試設(shè)備配置與初始串?dāng)_測(cè)量配置相同,只不過(guò)是頻譜分析儀用于測(cè)量串行輸出。對(duì)于所有的測(cè)試,被干擾者通道的碼時(shí)鐘都以固定的頻率150MHz 進(jìn)行操作。相反,侵入者通道則在器件所支持的頻率范圍(19.5MHz ~ 150MHz)內(nèi)進(jìn)行掃描擺動(dòng)。頻譜分析儀有一個(gè)保留最大值的功能,可以保留每個(gè)頻率點(diǎn)的最高記錄能量。所有通道都以“1010101010”模式進(jìn)行傳輸。
圖a顯示了在沒(méi)有侵入者的情況下被干擾者通道的頻譜圖。串行數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)頻率是750MHz。圖b顯示了侵入者通道的碼時(shí)鐘在全操作頻率范圍內(nèi)進(jìn)行掃描擺動(dòng)時(shí),被干擾者通道的頻譜圖。可以在低頻范圍(150MHz)看到串?dāng)_的效應(yīng),盡管這些值小于基準(zhǔn)頻率的1/100th,仍然可以清楚地看到頻率從20MHz~ 150MHz時(shí)振幅的增加。
評(píng)論