信号完整性的第一步—搞懂眼图在传统汽车工程师的世界里,1MHz以上的信号就觉得是高频了,那个时候很少会考虑信号完整性,眼图更是闻所未闻。智能网联汽车的兴起,千兆以太网来了,DDR来了,GPS来了,4G,5G来了,汽车工程师突然成了通信工程师,我们还是我们,走线却不再是那根走线。眼图是信号完整性的第一步,看懂眼图也算我们入行了。
观察眼图的方法是:用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端,然后调整示波器扫描周期,使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步,这时示波器屏幕上看到的图形像人的眼睛,故称 为 "眼图"。 眼图测试系统主要分析。信号完整性测试眼图测试检查
数字信号抖动的成因
抖动反映的是数字信号偏离其理想位置的时间偏差。高频数字信号的比特周期都非常短,很小的抖动都会造成信号采样位置电平的变化,所以高频数字信号对于抖动都有严格要求。高速的串行数字信号对抖动的要求更加严格,同时由于其传输路径比较复杂,中间可能会受到各种因素的影响,所以其总体抖动也可能是由不同的抖动分量组成的,而且不同分量对于系统性能的影响也不一样。因此,很多更高速率的串行信号测试在中,出来知道抖动的均方根植或者峰峰值以外,还会要求对抖动的各个成分进行分解和分析。 广东校准眼图测试产品介绍USB2.0眼图测试设备步骤?
产生抖动的原因有很多,常见的一种由于噪声引起的。
一个带噪声的数字信号及其判决。一般我们把数字信号超过阈值的状态判决为“1”,把低于阈值的状态判决为"0",由于信号的上升沿不是无限陡的,所以噪声会引起信号过阈值点时刻的左右变化,这就是由噪声引起的信号抖动。由于噪声是随机的、无界的,因此造成的随机抖动也是随机的、无界的、也就是说理论上随着样本数的增加随机抖动的峰峰值是无穷大,所以通常用随机抖动的RMS值而不是峰峰值来衡量随机抖动的大小。理想的随机抖动应该是一个高斯分布,所以有时候也会根据系统误码率的要求,对随机抖动的RMS值乘以一个系数,再和确定性抖动一起计算系统的总体抖动。随机抖动的大小取决于系统的噪声,和发送的码型无关,因此早期在没有专门的抖动分解软件时,是让被测件产生一个周期性的0101的码型来进行随机抖动的测试。
眼图测量方法(传统眼图测量方法),眼图测量方法有两种:传统眼图测量方法用中文来理解是八个字:“同步触发+叠加显示”,现代眼图测量方法用中文来理解也是八个字:“同步切割+叠加显示”。两种方法的差别就四个字:传统的是用触发的方法,现代的是用切割的方法。“同步”是准确测量眼图的关键,传统方法和现代方法同步的方法是不一样的。“叠加显示”就是用模拟余辉的方法不断累积显示。传统的眼图方法就是同步触发一次,然后叠加一次。每触发一次,眼图上增加了一个UI,每个UI的数据是相对于触发点排列的,因此是每触发一次眼图上只增加了一个比特位。图一形象表示了这种方法形成眼图的过程。快速眼图测试系统分析方法?
对于DDR源同步操作,必然要求DQS选通信号与DQ数据信号有一定建立时间tDS和保持时间tDH要求,否则会导致接收锁存信号错误,DDR4信号速率达到了,单一比特位宽为,时序裕度也变得越来越小,传统的测量时序的方式在短时间内的采集并找到tDS/tDH差值,无法大概率体现由于ISI等确定性抖动带来的对时序恶化的贡献,也很难准确反映随机抖动Rj的影响。在DDR4的眼图分析中就要考虑这些抖动因素,基于双狄拉克模型分解抖动和噪声的随机性和确定性成分,外推出基于一定误码率下的眼图张度。JEDEC协会在规范中明确了在DDR4中测试误码率为1e-16的眼图轮廓,确保满足在Vcent周围Tdivw时间窗口和Vdivw幅度窗口范围内模板内禁入的要求。 一种统计眼图的测算方法及眼图分析装置?信号完整性测试眼图测试检查
眼图测试(信号完整性测试)-LVDS物理层信号完整性?信号完整性测试眼图测试检查
眼图是怎么形成的一般均可以用示波器观测到信号的眼图,其具体的操作方法为:将示波器跨接在接收滤波器的输出端,然后调整示波器扫描周期,使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步,这时示波器屏幕上看到的图形就称为眼图。示波器一般测量的信号是一些位或某一段时间的波形,更多的反映的是细节信息,而眼图则反映的是链路上传输的所有数字信号的整体特征。如果示波器的整个显示屏幕宽度为100ns,则表示在示波器的有效频宽、取样率及记忆体配合下,得到了100ns下的波形资料。但是,对于一个系统而言,分析这么短的时间内的信号并不具有代表性,例如信号在每一百万位元会出现一次突波(Spike),但在这100ns时间内,突波出现的机率很小,因此会错过某些重要的信息。如果要衡量整个系统的性能,这么短的时间内测量得到的数据显然是不够的。设想,如果可以以重复叠加的方式,将新的信号不断的加入显示屏幕中,但却仍然记录着前次的波形,只要累积时间够久,就可以形成眼图,从而可以了解到整个系统的性能,如串扰、噪声以及其他的一些参数,为整个系统性能的改善提供依据。一个完整的眼图应该包含从"000"到"111"的所有状态组,且每一个状态组发生的次数要尽量一致。信号完整性测试眼图测试检查
传统眼图测量方法的原理传统方法的个缺点就是效率太低。对于现在的高速信号如PCI-ExpressGen2,PCI-SIG要求测量1百万个UI的眼图,用传统方法就需要触发1百万次,这可能需要几个小时才能测量完。第二个缺点是,由于每次触发只能叠加一个UI,形成1百万个UI的眼图就需要触发1百万次,这样不断触发的过程中必然将示波器本身的触发抖动也引入到了眼图上。对于2.5GBbps以上的高速信号,这种触发抖动是不可忽略的。如何同步触发,也就是说如何使每个UI的数据相对于触发点排列?也有两种方法,一种方法是在被测电路板上找到和串行数据同步的时钟,将此时钟引到示波器作为触发源,时钟的边沿作为触发的条件。另...