多通道及多速率高速串行通訊系統(tǒng)的串?dāng)_測量技術(shù)
當(dāng)查看一個基本隨機數(shù)據(jù)模式的頻率響應(yīng)時,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頻率區(qū)間。在這種情況下,將難以查看串?dāng)_的效應(yīng),因為頻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)送器上測量串?dāng)_時,最有效的模式是 1010 類的周期性模式。整個模式看起來就像是方波,所以當(dāng)不是在奇次諧波時能量底限比較低。
串?dāng)_測量設(shè)備設(shè)置
圖4 顯示了一個對多通道高速串行傳輸器件進行串?dāng)_測量的設(shè)備設(shè)置例子,在這個例子中是一款賽普拉斯 CYV15G0404DXB 獨立通道串行器/解串器。每個通道的參考碼時鐘 (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
應(yīng)當(dāng)很低,因為其抖動直接與串行輸出的抖動相關(guān)。因此,減少參考時鐘的抖動使得在串行數(shù)據(jù)通路上查看串?dāng)_的效應(yīng)更容易。安捷倫 8133A 的 RMS 抖動小于 5 ps(典型情況下是 1 ps)。在發(fā)送器端的測量是在串行輸出 OUTA+ 上進行的。其他通道可以以獨立數(shù)據(jù)速率進行操作。
使用安捷倫 86100A 高寬帶示波器可進行時間域抖動測量。使用安捷倫 E4407B 頻譜分析儀進行頻率域測量。
為測量最壞情況下串?dāng)_的量,所有通道都必須打開,并且發(fā)送的信號必須反饋到接收器,以使得串?dāng)_的量最大化。在查找串?dāng)_的起因時,可以一次打開一個通道然后觀察造成最大抖動增量的配置,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的配置。
結(jié)論
采用時間域測量方法,可以更好地理解串?dāng)_是如何對系統(tǒng)性能產(chǎn)生影響。因為抖動是造成比特誤碼的原因,這個測量有助于判定系統(tǒng)的抖動預(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),這樣就可以對實際系統(tǒng)進行分析。
頻率域測量方法在判定串?dāng)_的起因時可以作為一個有用的工具。頻譜分析儀屏幕圖形則提供了一個探測非原始信號峰值的簡便方法。這些峰值的頻率可用于判定哪個侵入者信號對系統(tǒng)的影響最大,并判定串?dāng)_發(fā)生在哪里(PLL、信號蹤跡、I/O 緩沖區(qū)等)。
附文:高級串?dāng)_測量章節(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串?dāng)_效應(yīng)會隨之增加。如串?dāng)_章節(jié)所描述,當(dāng)操作頻率增加時發(fā)送器件通常會增加其邊緣速率。因此,串?dāng)_的效應(yīng)會隨著操作頻率的增加而增加。
測試設(shè)備配置與初始串?dāng)_測量配置相同,只不過是頻譜分析儀用于測量串行輸出。對于所有的測試,被干擾者通道的碼時鐘都以固定的頻率150MHz 進行操作。相反,侵入者通道則在器件所支持的頻率范圍(19.5MHz ~ 150MHz)內(nèi)進行掃描擺動。頻譜分析儀有一個保留最大值的功能,可以保留每個頻率點的最高記錄能量。所有通道都以“1010101010”模式進行傳輸。
圖a顯示了在沒有侵入者的情況下被干擾者通道的頻譜圖。串行數(shù)據(jù)的基準頻率是750MHz。圖b顯示了侵入者通道的碼時鐘在全操作頻率范圍內(nèi)進行掃描擺動時,被干擾者通道的頻譜圖??梢栽诘皖l范圍(150MHz)看到串?dāng)_的效應(yīng),盡管這些值小于基準頻率的1/100th,仍然可以清楚地看到頻率從20MHz~ 150MHz時振幅的增加。
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