高速串行數(shù)據(jù)分析的整體解決方案

1、高速串行數(shù)據(jù)分析的整體解決方案        高速串行技術(shù)的不斷發(fā)展，使得信號從發(fā)射機傳送到接收機時，均會經(jīng)過復(fù)雜的交互，最終發(fā)生嚴(yán)重的高頻損耗全新的測試要求計算機、消費電子和通信行業(yè)設(shè)計核心正采用最新的高速串行技術(shù)，數(shù)據(jù)傳送速率持續(xù)提高，如10Gb/s以太網(wǎng)的出現(xiàn)、PCI Express已經(jīng)從1.0版演進(jìn)到2.0版，速率也從2.5Gb/s提高到5.0Gb/s、即將出現(xiàn)的8Gb/s PCIe Gen3和6Gb/s SATA III高速串行技術(shù)的不斷發(fā)展，使得信號從發(fā)射機傳送到接收機時，均會經(jīng)過復(fù)雜的交互，最終發(fā)生嚴(yán)重的高頻損

2、耗這樣，對串行數(shù)據(jù)的測試也必將面臨前所未有的挑戰(zhàn)：數(shù)據(jù)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出原有技術(shù)；信號完整性在整個鏈路中至關(guān)重要；需要提供復(fù)雜的分析和互通測量；大多數(shù)高速串行技術(shù)采用多路結(jié)構(gòu)，需要檢定每條通路 傳統(tǒng)的測試方法是：分開檢定和測試各個子系統(tǒng)；留出充足的設(shè)計余量，保證系統(tǒng)可靠運行；進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的一致性測試，保證互通能力這些措施可以滿足速度較低的設(shè)計需求對高速串行數(shù)據(jù)而言，傳統(tǒng)測量技術(shù)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)有的設(shè)計要求        解決方案 電源管理和跨總線分析串行數(shù)據(jù)是三層架構(gòu)（如圖1），分為物理層（電氣子塊和邏輯子塊）、數(shù)據(jù)鏈路層和事務(wù)

3、層物理層的邏輯子塊是負(fù)責(zé)進(jìn)行鏈路寬度、初始化和速度協(xié)商的；數(shù)據(jù)鏈路層是保證發(fā)送到鏈路上的數(shù)據(jù)的正確性以及數(shù)據(jù)在鏈路上被可靠地分組傳送；事務(wù)層是進(jìn)行建立請求/結(jié)束交易、分組流量控制和信息傳送的只有全面了解系統(tǒng)，才可以查找系統(tǒng)中其它總線衍生出的難檢問題以業(yè)內(nèi)廣泛推廣的串行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)之一的PCI Express (PCIe)為例，產(chǎn)品已經(jīng)從PCIe 1.0演進(jìn)到PCIe 2.0，速度也從2.5Gb/s提高到5.0Gb/s已有的協(xié)議分析儀可進(jìn)行PCIe 2.0協(xié)議信息及跨總線分析，然而PCIe 2.0最大的驗證挑戰(zhàn)來自于電源管理對于電源管理，它需要動態(tài)協(xié)商使用的通路數(shù)量或“鏈路寬度”(最多16路)、鏈路

4、速度(2.5Gb/s 5.0Gb/s)和空閑狀態(tài)，才可以盡量的節(jié)約能耗電源管理在系統(tǒng)中舉足輕重，這樣筆記本電腦才可以延長電池工作時間，服務(wù)器系統(tǒng)才能夠節(jié)約能量驗證物理層事件的能力是至關(guān)重要的        泰克公司新推出的TLA7S08和TLA7S16串行分析儀除了具有協(xié)議信息及跨總線分析功能，與眾不同之處是它的電源管理功能它可以分別采集x1、x4鏈路或x8鏈路，兩塊TLA7S16串行分析儀模塊可用于雙向x16鏈路PCIe 2.0鏈路可以動態(tài)改變寬度(通路數(shù)量)例如，8路鏈路(x8)可以變成4路(x4)，后者要求的能耗較低；

5、在系統(tǒng)需要時可以返回x8PCIe 2.0規(guī)范還允許鏈路在2.5Gb/s 5Gb/s之間動態(tài)交替速度，同時支持PCIe 1.0和2.0標(biāo)準(zhǔn)此外，在不使用時，鏈路可以在短時間內(nèi)進(jìn)入空閑電源狀態(tài)在寬度和速度變化期間及在電源管理狀態(tài)轉(zhuǎn)換期間驗證這些鏈路正常運行非常重要泰克的串行分析儀以獨一無二的方式驗證和調(diào)試這些鏈路流程的運行情況  串行數(shù)據(jù)鏈路分析在物理層，當(dāng)信號通過信道（如：電纜、PCB背板等）時，因信道損耗和其它失真改變了接收機上的NRZ數(shù)據(jù)信號形狀，把所需的方波變成嚴(yán)重失真的閉合眼圖波形，如圖2所示如果采用傳統(tǒng)的測試方法將會得出系統(tǒng)無法運行的結(jié)論，但事實上鏈路依然運行良好究其原因是系

6、統(tǒng)中采用了接收機均衡器均衡器使眼圖張開(如圖2中藍(lán)色部分)，允許區(qū)分邏輯狀態(tài)高和邏輯狀態(tài)低接收機均衡通常采用兩種均衡技術(shù)，即FFE前饋均衡和DFE判決反饋均衡FFE可以提升頻率、補償數(shù)據(jù)傳輸衰減最嚴(yán)重的頻譜部分，同時也極大地放大了噪聲DFE是更加先進(jìn)的均衡方法，它是一種基于干凈(無噪聲)比較器輸出中的反饋的電平提升，因此不會注入噪聲串行數(shù)據(jù)鏈路分析主要是進(jìn)行信號完整性和一致性測試，具體是指從發(fā)射機、信道、抖動噪聲、BER和鏈路等角度分析產(chǎn)品性能傳統(tǒng)的發(fā)射機+信道組合顯然是不夠的泰克DSA8200數(shù)字串行分析儀通過iConnect軟件實現(xiàn)TDR/TDT和S參數(shù)測試，提供信道檢定功能運行在DSA8

7、200上的80SJNB Advanced軟件，擁有完整的均衡和信道仿真功能在接收機一側(cè)提供重要的FFE和DFE均衡方法，在發(fā)射機一側(cè)支持生成和測量預(yù)加重和去加重信號；通過信道仿真，工程師可以采集發(fā)射機輸出上的信號借助仿真的信道使信號失真，然后檢驗信道最終的性能，無需提供物理硬件；擴頻時鐘(SSC) 廣泛用于臺式計算機和筆記本電腦中，SATA和PCI-Express等標(biāo)準(zhǔn)中都采用了SSC80SJNB Advanced軟件支持SSC信號采集和分析，可以對高級發(fā)射機檢定         經(jīng)驗借鑒 提供完整的綜合解決方案串行數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域需要完整的 綜合解決方案，包括實時示波器、采樣示波器、任意波形發(fā)生器、串行分析儀和完整的測試軟件；在對數(shù)據(jù)鏈路層和事務(wù)層進(jìn)行邏輯分析時，從用戶實際需求出發(fā)，增加對物理層事件的驗證；