以太网测试
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/k28.5/=101 11100（8bit)---> 1100000101(10bit)
1000Base-T采用了UTP里所有的4对线，并且同时收发，在全双工的模式下，加 上使用4D-PMA5编码方法实现1000MB/s的数据传输率
▪每对线的数据率为100Mb/s，经8b/10b编码后变为125Mb/s。每个Baud波特码 元代表两个比特的信息，4对线的总带宽为125Mb/s X2 X4=1000Mb/s
2020/3/21
第6页
100Base-T 以太网编码方法
▪100Base-Tx的MAC层在数据帧与帧之间，会插入IDEL帧（IDEL=11111），告诉 网上所连接的终端，链路在闲置但正常的工作状态中（按CSMA/CD，DTE数据终 端机会检测链路是否空闲，才会发送数据）。所以，事实上链路绝大部分时间 ，以IDEL“11111”为主，5Bit IDLE“11111”若每个“1”都跳变的话，MDI信号 的频率将会是125MHz，但是经过MLT-3编码后，原来的125MHz变成31.25MHz的 信号，使频率变成原来的1/4。但FCC要求以太网不能产生过大的EMI，因为链 路绝大部分时间是传输IDEL，MLT-3编码会使频率集中在31.25MHz范围，因此 ，在MLT-3编码前，PCS层会对数据流进行伪随机的Scrambling扰码，使 “11111”分散，同时将能量与频谱扩散。
!Mode 2-4均适用于网络控制器的MAC 与 PHY 分离的情况,所以在现在的应用 中极少测试.
▪Mode 2:Jitter in master mode
▪Mode 3:Jitter in slave mode
▪Mod2e0240/:3T/2r1ansmitter Distortion
第11页
1000 Base-T test
2020/3/21
第20页
10 Base-T test
▪Link Test Pulse Mask (连接脉冲测试)
1. Link Test Pulse head Mask （连接脉冲帧头模板测试） 2. Link Test Pulse tail Mask （连接脉冲帧尾模板测试）
▪TP_IDL Mask Test （空闲信号模板测试）
▪模式1信号是由+2，然后接着 127个0，-2，然后接着127个0 ，+1，然后接着127个0，-1， 然后接着127个0，接着是128个 +2，128个-2，128个+2，128个 -2，最后是1024个0.
▪验证的目的是：
▪接口有否驱动足够的能量将信 号传送100米距离。
▪上升时间是否足够快得以实现 快速的数据交换
2020/3/21
第10页
1000 Base-T test
▪Mode1:Peak Differential Voltage,Droop and Template Test
1.模板测试
2.峰值电压测试
3.衰落测试
!Mode 1需要设置第9个GMII管理寄存器的13,14,15 bit分别为1.0.0.
➢信号的对称性。按规范要求：A与B点的峰值电压的差异不能超过1%，C与D点的 峰值电压不能超过A与B点平均值的一半的2%。
▪对测试模式1信号的F点500nS后的G点以及H点500nS后的J点，测量他们的电压 验证插入磁损耗是否过大。规范要求，G点的幅度需要大于73.1% F点的幅度， 同样J点的幅度需要大于73.1%H点的幅度。
PLS (Physical Layer Signaling)使用Manchester 编码方法，即“0”=由“+”跳变 到“-”，“1”=由“-”跳变到“+”,因为不论是”0”或是”1”,都有跳变,所 以总体来说,信号是DC平衡的, 并且接收端很容易就能从信号的跳变周期中恢复 时钟.
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第5页
100Base-T 以太网编码方法
▪100 Base -TX(物理层） 因为通常100Base-TX的PMD是使用CAT5线传输，按TIA/EIA-586-A定义只能达到 100MHz，而当PCS层将4Bit编译成5Bit时，使100Mb/s数据流变成125Mb/s数据流， 所以100BaseX同时采用了MLT-3（三电平编码）的信道编码方法，使MDI的5bit输 出的速率降低了（MLT-3定义只有数据是“1”时，数据信号状态才跳变，“0”则 保持状态不变，以减低信号跳变的频率，从而减低信号的频率）
▪接口有否发射过多的EMI，超 过FCC Class A的要求
▪信号是否对称，即A与B，C与D
是否20对20称/3/21
第12页
1000 Base-T test
▪对模式1信号上的A，B，C，D共4点的峰值电压与它们之间的对称性，验证是否 在规范所容许的范围内。
➢峰值电压验证：接口是否有驱动足够的能量将信号传送100M的距离。按规范要 求：A与B点的峰值电压需要在0.67-0.82V（150mV容限范围），C与D点的峰值电 压需要在0.335-0.41V(75mV容限范围）。
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第18页
Amplitude, Symmetry, and Overshoot
2020/3/21
第19页
10 Base-T test
▪ DOV Mask and Voltage Test（差分输出电压的模板以及电压的 测试）
1. DOV Mask MAU Ext for external MAU testing ( MAC 模块与PHY模块分离情况下的差分输出电压模板测试） 2. DOV Mask MAU Ext Inv for external MAU testing of the negative-going pulses ( MAC 模块与PHY模块分离情况下的差分输出电压负脉冲模板测试） 3.DOV Mask MAU for internal MAU testing ( MAC 模块与PHY模块集成情况下的差分输出电压负脉冲模板测试） 4.DOV Mask MAU Inv for internal MAU testing of the negative-going pulses ( MAC 模块与PHY模块集成情况下的差分输出电压负脉冲模板测试）
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第7页
100Base-T 以太网编码方法
▪100Base-T编码方法(传输层）
100 Base-X（包括100 BaseTx与100Base-FX）采用4B/5B编码/解码，PCS（ physical coding sublayer）将接收MII接口输入的100Mb/s码流，每4Bit编译成 5Bit码，将原来的100Mb/s编译成125Mbp/s，向MDI接口输出，解码过程相同）， 因2e-4只有16个组合，而2e-5有32种组合，冗余的组合其中3个将会用作为 control code控制码--一个用作“IDEL”=“11111”，2个用作SOF（start of frame：J=11100，K=10001，J与K成对使用），2个用作EOF（end of frame： T=01101，R=00111，T与R成对使用）
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第13页
1000 Base-T test
2020/3/21
第14页
100 Base -T test
▪Mask Test (眼图/模板测试） ▪Jitter （抖动测试） ▪Duty cycle distortion （占空比失真） ▪Amplitude, Symmetry, and Overshoot
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第8页
1000Base-T 以太网编码方法
▪1000Base-T在物理使用5电平4D-PAM编码,每个电平表示5符号-2,-1,0,1,2中的一个符 合,每个符号代表2比特信息(其中4电平中每个电平代表2比特位,分别表示00，01，10 ，11，还有一个电平表示前向纠错码FEC),这比二电平编码提高了带宽利用率,并能把 波特率和所需信号带宽减为原来的一半.但多电平编码需要用多位A/D,D/A转换,采用 更高的传输信噪比和更好的接收均衡性能.
ENET 原理以及测试方法
以太网网络控制器基本结构
Switch Fbric
Glink
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第2页
100Base ENET Schematic
2020/3/21
第wk.baidu.com页
GIGA ENET Schematic
2020/3/21
第4页
10Base-T 以太网编码方法
▪10Base-T 编码方法
（信号幅度，对称性，以及过冲测试） ▪Rise and Fall Time
（信号上升，下降时间测试）
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第15页
100 Base -T test:Mask
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Duty-cycle distortion
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第17页
Jitter(Peak-Peak)
▪五个符号与电平的映射关系为:-2->-1, -1->-0.5, 0->0, 1->0.5, 2->1
8nsec
8nsec
8nsec
+2
+1V
+0.5V
+1
0
0
-0.5V
-1
-1
-1V
0 -2
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第9页
1000Base-T 以太网编码方法
▪1000Base-t传输层编码方法:
1000Base-T时间轴上采用8B/10B编码：8位数据被分为两个子块（Sub-block） ，低5位e,d,c,b,a用x来表示，高3位用h,g,f用y表示，输入数据可以表示为 /Dx.y/，x与y分别用相应的十进制数来表示。例如/D30.6/=110 11110,除了用 来传输数据的D字符外，还有12个特殊字符，为K字符，用来做控制和协议传输 ，K字符的表示方式和D字符相同.
1.TP_IDL Head Mask(空闲信号帧头模板测试） 2.TP_IDL Tail Mask (空闲信号帧尾模板测试）
▪Output Timing Jitter (输出抖动测试)
Output Timing Jitter 8 BT （触发点后8 bit的抖动测试） Output Timing Jitter 8 BT （触发点后8.5 bit的抖动测试）
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1000Base-T采用了UTP里所有的4对线，并且同时收发，在全双工的模式下，加 上使用4D-PMA5编码方法实现1000MB/s的数据传输率
▪每对线的数据率为100Mb/s，经8b/10b编码后变为125Mb/s。每个Baud波特码 元代表两个比特的信息，4对线的总带宽为125Mb/s X2 X4=1000Mb/s
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100Base-T 以太网编码方法
▪100Base-Tx的MAC层在数据帧与帧之间，会插入IDEL帧（IDEL=11111），告诉 网上所连接的终端，链路在闲置但正常的工作状态中（按CSMA/CD，DTE数据终 端机会检测链路是否空闲，才会发送数据）。所以，事实上链路绝大部分时间 ，以IDEL“11111”为主，5Bit IDLE“11111”若每个“1”都跳变的话，MDI信号 的频率将会是125MHz，但是经过MLT-3编码后，原来的125MHz变成31.25MHz的 信号，使频率变成原来的1/4。但FCC要求以太网不能产生过大的EMI，因为链 路绝大部分时间是传输IDEL，MLT-3编码会使频率集中在31.25MHz范围，因此 ，在MLT-3编码前，PCS层会对数据流进行伪随机的Scrambling扰码，使 “11111”分散，同时将能量与频谱扩散。
!Mode 2-4均适用于网络控制器的MAC 与 PHY 分离的情况,所以在现在的应用 中极少测试.
▪Mode 2:Jitter in master mode
▪Mode 3:Jitter in slave mode
▪Mod2e0240/:3T/2r1ansmitter Distortion
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1000 Base-T test
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10 Base-T test
▪Link Test Pulse Mask (连接脉冲测试)
1. Link Test Pulse head Mask （连接脉冲帧头模板测试） 2. Link Test Pulse tail Mask （连接脉冲帧尾模板测试）
▪TP_IDL Mask Test （空闲信号模板测试）
▪模式1信号是由+2，然后接着 127个0，-2，然后接着127个0 ，+1，然后接着127个0，-1， 然后接着127个0，接着是128个 +2，128个-2，128个+2，128个 -2，最后是1024个0.
▪验证的目的是：
▪接口有否驱动足够的能量将信 号传送100米距离。
▪上升时间是否足够快得以实现 快速的数据交换
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1000 Base-T test
▪Mode1:Peak Differential Voltage,Droop and Template Test
1.模板测试
2.峰值电压测试
3.衰落测试
!Mode 1需要设置第9个GMII管理寄存器的13,14,15 bit分别为1.0.0.
➢信号的对称性。按规范要求：A与B点的峰值电压的差异不能超过1%，C与D点的 峰值电压不能超过A与B点平均值的一半的2%。
▪对测试模式1信号的F点500nS后的G点以及H点500nS后的J点，测量他们的电压 验证插入磁损耗是否过大。规范要求，G点的幅度需要大于73.1% F点的幅度， 同样J点的幅度需要大于73.1%H点的幅度。
PLS (Physical Layer Signaling)使用Manchester 编码方法，即“0”=由“+”跳变 到“-”，“1”=由“-”跳变到“+”,因为不论是”0”或是”1”,都有跳变,所 以总体来说,信号是DC平衡的, 并且接收端很容易就能从信号的跳变周期中恢复 时钟.
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100Base-T 以太网编码方法
▪100 Base -TX(物理层） 因为通常100Base-TX的PMD是使用CAT5线传输，按TIA/EIA-586-A定义只能达到 100MHz，而当PCS层将4Bit编译成5Bit时，使100Mb/s数据流变成125Mb/s数据流， 所以100BaseX同时采用了MLT-3（三电平编码）的信道编码方法，使MDI的5bit输 出的速率降低了（MLT-3定义只有数据是“1”时，数据信号状态才跳变，“0”则 保持状态不变，以减低信号跳变的频率，从而减低信号的频率）
▪接口有否发射过多的EMI，超 过FCC Class A的要求
▪信号是否对称，即A与B，C与D
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1000 Base-T test
▪对模式1信号上的A，B，C，D共4点的峰值电压与它们之间的对称性，验证是否 在规范所容许的范围内。
➢峰值电压验证：接口是否有驱动足够的能量将信号传送100M的距离。按规范要 求：A与B点的峰值电压需要在0.67-0.82V（150mV容限范围），C与D点的峰值电 压需要在0.335-0.41V(75mV容限范围）。
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Amplitude, Symmetry, and Overshoot
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10 Base-T test
▪ DOV Mask and Voltage Test（差分输出电压的模板以及电压的 测试）
1. DOV Mask MAU Ext for external MAU testing ( MAC 模块与PHY模块分离情况下的差分输出电压模板测试） 2. DOV Mask MAU Ext Inv for external MAU testing of the negative-going pulses ( MAC 模块与PHY模块分离情况下的差分输出电压负脉冲模板测试） 3.DOV Mask MAU for internal MAU testing ( MAC 模块与PHY模块集成情况下的差分输出电压负脉冲模板测试） 4.DOV Mask MAU Inv for internal MAU testing of the negative-going pulses ( MAC 模块与PHY模块集成情况下的差分输出电压负脉冲模板测试）
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100Base-T 以太网编码方法
▪100Base-T编码方法(传输层）
100 Base-X（包括100 BaseTx与100Base-FX）采用4B/5B编码/解码，PCS（ physical coding sublayer）将接收MII接口输入的100Mb/s码流，每4Bit编译成 5Bit码，将原来的100Mb/s编译成125Mbp/s，向MDI接口输出，解码过程相同）， 因2e-4只有16个组合，而2e-5有32种组合，冗余的组合其中3个将会用作为 control code控制码--一个用作“IDEL”=“11111”，2个用作SOF（start of frame：J=11100，K=10001，J与K成对使用），2个用作EOF（end of frame： T=01101，R=00111，T与R成对使用）
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100 Base -T test
▪Mask Test (眼图/模板测试） ▪Jitter （抖动测试） ▪Duty cycle distortion （占空比失真） ▪Amplitude, Symmetry, and Overshoot
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1000Base-T 以太网编码方法
▪1000Base-T在物理使用5电平4D-PAM编码,每个电平表示5符号-2,-1,0,1,2中的一个符 合,每个符号代表2比特信息(其中4电平中每个电平代表2比特位,分别表示00，01，10 ，11，还有一个电平表示前向纠错码FEC),这比二电平编码提高了带宽利用率,并能把 波特率和所需信号带宽减为原来的一半.但多电平编码需要用多位A/D,D/A转换,采用 更高的传输信噪比和更好的接收均衡性能.
ENET 原理以及测试方法
以太网网络控制器基本结构
Switch Fbric
Glink
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100Base ENET Schematic
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▪10Base-T 编码方法
（信号幅度，对称性，以及过冲测试） ▪Rise and Fall Time
（信号上升，下降时间测试）
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100 Base -T test:Mask
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Duty-cycle distortion
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Jitter(Peak-Peak)
▪五个符号与电平的映射关系为:-2->-1, -1->-0.5, 0->0, 1->0.5, 2->1
8nsec
8nsec
8nsec
+2
+1V
+0.5V
+1
0
0
-0.5V
-1
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-1V
0 -2
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1000Base-T 以太网编码方法
▪1000Base-t传输层编码方法:
1000Base-T时间轴上采用8B/10B编码：8位数据被分为两个子块（Sub-block） ，低5位e,d,c,b,a用x来表示，高3位用h,g,f用y表示，输入数据可以表示为 /Dx.y/，x与y分别用相应的十进制数来表示。例如/D30.6/=110 11110,除了用 来传输数据的D字符外，还有12个特殊字符，为K字符，用来做控制和协议传输 ，K字符的表示方式和D字符相同.
1.TP_IDL Head Mask(空闲信号帧头模板测试） 2.TP_IDL Tail Mask (空闲信号帧尾模板测试）
▪Output Timing Jitter (输出抖动测试)
Output Timing Jitter 8 BT （触发点后8 bit的抖动测试） Output Timing Jitter 8 BT （触发点后8.5 bit的抖动测试）
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