信号完整性分析与测试
软件开发 信号完整性测试方法模版
文档作者：编写日期：审核：审核日期:文档修订控制目录1. 引言 (3)1.1编写目的 (3)1.2定义 (3)1.3参考资料 (4)2. 测试所需工具说明 (4)2.1需要的软件工具 (4)2.2需要的硬件工具 (5)3. 电源完整性测试 (5)3.1电压转换电路测试 (5)3.1.1 输出电压测试 (5)3.1.2 输出电压过冲测试 (5)3.1.3 输出电压下冲测试 (6)3.1.4 输出电流测试 (6)3.1.5 纹波和噪声测试 (6)3.2单板功耗测试 (7)3.3电源时序测试 (7)3.3.1 电源上电时序测试 (7)3.3.2 电源下电时序测试 (8)4. 板内信号质量测试 (8)4.1时钟信号测试 (8)4.2上电复位时序测试 (8)4.3高速差分信号测试 (9)4.3.1 XAUI信号测试 (9)4.3.2 SGMII信号测试 (9)4.3.3 RGMII信号测试 (9)4.3.4 XGMII信号测试 (10)4.3.5 Interlaken信号质量测试 (10)4.4内存信号测试 (11)4.4.1 DDR 内存信号测试 (11)4.4.2 DDR2 内存信号测试 (11)4.4.3 DDR3 内存信号测试 (11)4.5PCI E信号测试 (12)4.6I2C总线测试 (12)4.7L OCAL B US总线测试 (13)4.8MDIO信号测试 (13)4.9SPI4.2总线测试 (13)4.10SD卡接口信号测试 (14)5. 对外接口信号测试 (14)5.1网口信号测试 (14)5.1.1 100Base-T模板测试 (14)5.1.2 1000Base-T模板测试 (15)5.1.3 GE光眼图测试 (15)5.2串口信号测试 (15)5.3USB口信号测试 (16)6. 附件 (16)1.引言1.1编写目的对信号质量测试的测试项目、测试方法及判决标准进行描述，为各个单板信号质量测试做参考。
信号完整性常用的三种测试方法
信号完整性常用的三种测试方法信号完整性是指在传输过程中信号能够保持原始形态和准确性的程度。
在现代高速通信和数字系统中，信号完整性测试是非常重要的工作，它能够帮助工程师评估信号的稳定性、确定系统的极限速率并发现信号失真的原因。
下面将介绍三种常用的信号完整性测试方法。
一、时域方法时域方法是信号完整性测试中最常见和最直观的方法之一、它通过观察信号在时间轴上的波形变化来评估信号的完整性。
时域方法可以检测和分析许多类型的信号失真，如峰值抖动、时钟漂移、时钟分布、幅度失真等。
时域方法的测试设备通常包括示波器和时域反射仪。
示波器可以显示信号的波形和振幅，通过观察波形的形状和幅度变化来判断信号完整性。
时域反射仪可以测量信号在传输线上的反射程度，从而评估传输线的特性阻抗和匹配度。
二、频域方法频域方法是另一种常用的信号完整性测试方法。
它通过将信号转换为频域表示，分析信号的频谱分布和频率响应来评估信号完整性。
频域方法可以检测和分析信号的频谱泄漏、频谱扩展、频率失真等。
频域方法的测试设备通常包括频谱分析仪和网络分析仪。
频谱分析仪可以显示信号的频谱图和功率谱密度，通过观察频谱的形状和峰值来评估信号完整性。
网络分析仪可以测量信号在不同频率下的响应和传输损耗，从而评估传输线的频率响应和衰减特性。
三、眼图方法眼图方法是一种特殊的信号完整性测试方法，它通过综合时域和频域信息来评估信号的完整性。
眼图是一种二维显示，用于观察信号在传输过程中的失真情况。
眼图可以提供信号的时钟抖动、峰值抖动、眼宽、眼深、眼高等指标。
眼图方法的测试设备通常包括高速数字示波器和信号发生器。
高速数字示波器可以捕捉信号的多个周期，并将其叠加在一起形成眼图。
通过观察眼图的形状和特征，工程师可以评估信号的稳定性和传输质量。
总结起来，时域方法、频域方法和眼图方法是常用的信号完整性测试方法。
它们各自具有独特的优势和适用范围，可以互相协作来全面评估信号的完整性。
在实际应用中，根据具体需求和测试对象的特点，选择合适的测试方法是非常重要的。
信号完整性测试报告
信号完整性测试报告1. 引言信号完整性测试是电子设备设计和制造过程中的关键步骤之一。
它旨在评估信号传输路径中的数据完整性，以确保信号在各个环节中没有失真或丢失。
本报告将介绍信号完整性测试的目的、测试方法、测试结果及建议。
2. 测试目的信号完整性测试的主要目的是验证信号在传输过程中的质量。
通过测试，可以确定信号是否满足设计要求，并找出潜在的问题。
这些问题可能包括信号失真、时钟抖动、串扰干扰等。
通过测试，可以提前发现并解决这些问题，确保信号的可靠传输。
3. 测试方法3.1 测试设备在进行信号完整性测试之前，需要准备以下测试设备：•示波器：用于观察信号波形和测量信号参数。
•信号发生器：用于产生测试信号。
•矢量网络分析仪：用于测量信号的频率响应和传输损耗。
3.2 测试流程信号完整性测试的基本流程如下：1.设置测试设备：连接示波器、信号发生器和矢量网络分析仪，并确保其正常工作。
2.准备测试样品：将待测试的电子设备或电路板连接到测试设备上。
3.产生测试信号：使用信号发生器产生测试信号，并将其输入到待测试的设备或电路板上。
4.观察信号波形：使用示波器观察信号波形，检查是否存在任何失真或干扰。
5.测量信号参数：使用示波器测量信号的幅度、频率、上升时间等参数。
6.使用矢量网络分析仪：如果需要更详细的信号特性分析，可以使用矢量网络分析仪进行频率响应和传输损耗的测量。
3.3 数据记录与分析在进行信号完整性测试期间，需要记录所有测试数据，并进行分析。
这些数据包括信号波形、信号参数测量结果以及任何异常情况的记录。
通过对测试数据的分析，可以确定信号的质量是否符合设计要求，并找出潜在的问题。
4. 测试结果与建议根据信号完整性测试的结果，可以得出以下结论和建议：•如果信号波形正常且符合设计要求，说明待测试的设备或电路板的信号传输路径基本上没有失真或干扰。
建议进行进一步的功能测试和验证。
•如果信号波形存在失真或干扰，需要进一步分析问题的原因。
信号完整性的三种测试方法
广播百科停机 如何解决忨距离网络传输？汶两种方式爵有效 广播百科001 — 100期 广播百科101 — 200期 广电术语词汇（ 一 ） 广电术语词旷（二）
信号完整性的测试手段主要 可以分为三大类，下面对这些手段进行一些说明。
1. 抖动测试
抖动测试现在越来越受到重视，因为专用的抖动测试仪器，比如TIA(时间间隔分析仪） 、 SIA3000, 价格非常昂贵，使用得比较少。 使用得最多是示波器加上软件处理，如TEK的 TDSJIT3软件。 通过软件处理，分离出各个分量，比如RJ和DJ I 以及DJ中的各个分量。 对 千这种测试，选择的示波器，长存储和高速采样是必要条件，比如2M以上的存储器， 20GSa/s 的采样速率。 不过 目前抖动测试，各个公司的解决方案得到结果还有相当差异， 还没有哪个是权威或者行业标准。
利用分析软件，可以对眼图中的违规详细清况进行查看，比如在MASK中落入了—些采样 点，在以前是不知道哪些情况下落入的，因为所有的采样点是累加进去的，总的效果看起来 就象是长余晖显示。 而新的仪器，利用了其长存储的优势，将波形采集进来后进行处理显 示，因此波形的每 一 个细节都可以保留，因此它可以查看波形的违规清况，比如波形是 000010还是101010, 这个功能可以帮助硬件工程师查找问题的根源所在。
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硬件测试技术及信号完整性分析
2020/9/24
Olica
4
硬件测试概述
3、硬件测试的目标——产品的零缺陷
➢ 关注点：产品规格功能的实现，性能指标，可靠性，可测试性，易 用性等。 ➢ 实现的保障：产品的零缺陷构筑于最底层的设计，源于每一个函数、 每一行代码、每一部分单元电路及每一个电信号。测试就是要排除每 一处故障和每一处隐患，从而构建一个零缺陷的产品。 ➢ MTBF不是计算出来的，而是设计出来的。
2020/9/24
Olica
6
硬件测试概述
5、目前业界硬件测试的开展状况 随着质量的进一步要求，硬件测试工作在产品研发阶
段的投入比例已经向测试倾斜，许多知名的国际企业，硬 件测试人员的数量要远大于开发人员。而且对于硬件测试 人员的技术水平要求也要大于开发人员。
2020/9/24
Olica
7
硬件测试概述
2020/9/24
Olica
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测试前准备
F
确定范围
M
确定功能
E
失效模式
A
潜在影响
分
严酷度
析
分类
步
潜在原因
骤
发生频度
和
控制措施
要
探测率
点
RPN 整改措施
2020/9/24
如何定义严酷度分类： 对操作者危害最高
失效概率： 每小时，每班次，每天，每星期。。。
潜在影响： 停机：损坏，装备与调整，试机损失 报废：缺陷部件，工具类 安全：
2020/9/24
Olica
13
测试前准备
3、FMEA（故障模式影响分析） 分析系统中每一产品所有可能产生的故障模式及其
集成电路设计中的信号完整性分析与优化
集成电路设计中的信号完整性分析与优化随着现代电子技术的发展，集成电路已经成为大部分电子产品中不可或缺的一部分。
在集成电路设计中，信号完整性是一个绕不开的话题。
在高速集成电路系统中，信号完整性的保障至关重要。
本文将阐述集成电路设计中信号完整性的重要性，以及分析和优化信号完整性的方法。
一、信号完整性的概念信号完整性通常指的是信号在途中受到的损耗、反射和干扰等影响对信号质量的影响。
在高速集成电路设计中，主要涉及到共模噪声、串扰、时钟漂移、功率噪声等问题，这些问题都会对信号完整性产生负面影响。
在集成电路设计中，信号完整性对于电路性能的保障至关重要。
如果信号完整性存在问题，会导致信号失真、时序误差、电磁兼容性（EMC）问题等，从而影响产品的可靠性和性能。
因此，在高速集成电路设计中保障信号完整性已经成为了一项必须考虑的关键任务。
二、信号完整性分析与优化1.仿真与分析在设计一款高速集成电路时，仿真和分析是保障信号完整性的最基本手段。
信号完整性分析通常是通过工具仿真来完成的，主要包括电磁仿真、功率完整性仿真和时钟完整性仿真等。
通过仿真可以得到各种信号参数，如传输速率、时延、噪声干扰等，并以此为基础进行信号完整性的下一步优化。
2.布局与设计在信号完整性的优化中，良好的布局和设计也是至关重要的。
首先，需要避免布线的过长、过细，以免引发串扰、反射等问题。
其次，布局中会遵循规定的电性长度，以保证严格的时间同步，从而最大限度地减少时钟漂移、时序误差等问题。
3.电源和地线的设计在高速集成电路系统中，电源和地线的设计也是信号完整性的关键因素。
电源和地线的引入会造成电压变化和噪声产生，因此需要进行合理的布线。
在设计中应该避免信号线和电源/地线平行布线，以减少串扰和互感耦合的发生。
4.屏蔽和滤波为了进一步减少信号噪声和串扰，信号屏蔽和滤波也是信号完整性优化的常用方法。
具体来说，可以使用屏蔽罩、滤波器等措施来减少信号噪声和干扰。
5.仿真和测试信号完整性的评估离不开仿真和测试。
SPI总线信号品质与完整性检测技术与标准
SPI总线信号品质与完整性检测技术与标准1. 简介SPI（Serial Peripheral Interface）总线是一种同步串行通信接口，常用于连接微控制器和外设设备。
为确保SPI总线的正常工作，需要对信号品质和完整性进行检测。
本文档将介绍SPI总线信号品质与完整性检测技术与标准。
2. SPI总线信号品质检测技术2.1 基本参数检测在进行SPI总线信号品质检测时，需要关注以下几个基本参数：- 时钟频率：检测SPI总线的时钟频率是否符合规范要求。
- 数据传输速率：检测SPI总线的数据传输速率是否达到设定目标。
- 噪声干扰：检测SPI总线信号是否受到外部噪声和干扰的影响。
- 电压波动：检测SPI总线信号的电压波动情况，确保在合理范围内。
2.2 眼图分析眼图分析是一种常用的SPI总线信号品质检测方法。
通过使用示波器捕获SPI总线信号，并在屏幕上显示眼图，可以直观地评估信号的质量。
眼图分析可以检测以下问题：- 时钟抖动：检测时钟信号的抖动情况。
- 眼图闭合度：评估数据信号的稳定性和抗干扰能力。
- 眼图畸变：检测信号波形的畸变情况。
2.3 串扰分析串扰是指在SPI总线中，信号线之间相互干扰所引起的问题。
对于高速SPI总线，串扰问题尤为重要。
进行串扰分析时，需要考虑以下几个方面：- 电磁干扰：检测信号线之间的电磁干扰情况。
- 电源干扰：检测信号线受到电源干扰的影响程度。
- 地线干扰：评估信号线之间的地线干扰情况。
3. SPI总线信号完整性检测技术3.1 时序分析时序分析是一种常用的SPI总线信号完整性检测方法。
通过对SPI总线信号进行时序分析，可以评估信号传输的准确性和稳定性。
时序分析可以检测以下问题：- 时钟偏移：检测时钟信号的偏移情况。
- 数据丢失：检测数据传输过程中是否有数据丢失的情况。
- 时序违规：评估信号传输是否符合时序规范要求。
3.2 噪声分析噪声分析是一种用于检测SPI总线信号完整性的重要方法。
电气工程中的信号完整性分析
电气工程中的信号完整性分析在当今高度数字化和信息化的时代，电气工程领域的发展日新月异。
从智能手机到超级计算机，从医疗设备到航空航天系统，电子设备在我们的生活中无处不在。
而在这些复杂的电子系统中，信号完整性成为了确保设备性能稳定、可靠运行的关键因素。
信号完整性，简单来说，就是指信号在传输过程中保持其准确性、完整性和及时性的能力。
如果信号在传输过程中出现失真、衰减、反射、串扰等问题，就可能导致系统性能下降、误码率增加、甚至系统故障。
因此，对电气工程中的信号完整性进行深入分析和研究具有极其重要的意义。
首先，让我们来了解一下信号完整性问题产生的原因。
信号在传输线上传播时，会遇到各种阻抗不匹配的情况。
比如，当信号从驱动源输出，经过传输线到达负载时，如果驱动源的输出阻抗、传输线的特性阻抗和负载的输入阻抗不匹配，就会引起信号的反射。
反射的信号会与原信号叠加，导致信号波形失真。
此外，相邻传输线之间的电磁耦合会产生串扰，使得相邻信号之间相互干扰。
同时，传输线的损耗会导致信号的衰减，从而影响信号的强度和质量。
为了分析信号完整性问题，我们需要一些重要的工具和技术。
时域反射计（TDR）就是其中之一。
TDR 可以通过向传输线发送一个快速上升的脉冲，并测量反射回来的脉冲，来确定传输线中的阻抗不连续点和故障位置。
另一个常用的工具是示波器，它可以直观地显示信号的波形，帮助我们观察信号的失真、噪声等问题。
此外，还有一些仿真软件，如ADS、HFSS 等，可以在设计阶段对电路进行建模和仿真，预测可能出现的信号完整性问题，并提前采取优化措施。
在实际的电气工程应用中，信号完整性问题在高速数字电路中尤为突出。
随着数字信号的频率不断提高，信号的上升时间和下降时间变得越来越短，这对信号传输的要求也越来越高。
例如，在计算机主板上，高速的总线信号需要在严格的时序要求下进行传输，如果出现信号完整性问题，可能会导致数据传输错误，影响计算机的性能。
在通信系统中，高速的射频信号也需要保持良好的完整性，以确保信号的质量和传输距离。
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信号完整性分析与测试信号完整性问题涉及的知识面比较广，我通过这个短期的学习，对信号完整性有了一个初步的认识，本文只是简单介绍和总结了几种常见现象，并对一些常用的测试手段做了相应总结。
本文还有很多不足，欢迎各位帮助补充，谢谢！梁全贵2011年9月16日目录第1章什么是信号完整性 ----------------------------------------------------------------------------------- 3第2章轨道塌陷------------------------------------------------------------------------------------------------ 5第3章信号上升时间与带宽 -------------------------------------------------------------------------------- 6第4章地弹 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 8第5章阻抗与特性阻抗 -------------------------------------------------------------------------------------- 95.1 阻抗 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 95.2 特性阻抗 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 9第6章反射 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 116.1 反射的定义------------------------------------------------------------------------------------------- 116.2 反射的测试方法 ------------------------------------------------------------------------------------ 126.3 TDR曲线映射着传输线的各点----------------------------------------------------------------- 126.4 TDR探头选择--------------------------------------------------------------------------------------- 13第7章振铃 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 14第8章串扰 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 168.1 串扰的定义------------------------------------------------------------------------------------------- 168.2 观测串扰---------------------------------------------------------------------------------------------- 16第9章信号质量----------------------------------------------------------------------------------------------- 189.1 常见的信号质量问题 ------------------------------------------------------------------------------ 18第10章信号完整性测试 ------------------------------------------------------------------------------------- 2110.1 波形测试 -------------------------------------------------------------------------------------------- 2110.2 眼图测试 -------------------------------------------------------------------------------------------- 2110.3 抖动测试 -------------------------------------------------------------------------------------------- 2310.3.1 抖动的定义 --------------------------------------------------------------------------------- 2310.3.2 抖动的成因 --------------------------------------------------------------------------------- 2310.3.3 抖动测试 ------------------------------------------------------------------------------------ 2310.3.4 典型的抖动测试工具：------------------------------------------------------------------ 2410.4 TDR测试 ------------------------------------------------------------------------------------------- 2410.5 频谱测试 -------------------------------------------------------------------------------------------- 2510.6 频域阻抗测试-------------------------------------------------------------------------------------- 2510.7 误码测试 -------------------------------------------------------------------------------------------- 2510.8 示波器选择与使用要求： ---------------------------------------------------------------------- 2610.9 探头选择与使用要求 ---------------------------------------------------------------------------- 2610.10 测试点的选择 ------------------------------------------------------------------------------------ 2710.11 数据、地址信号质量测试--------------------------------------------------------------------- 2710.11.1 简述 ----------------------------------------------------------------------------------------- 2710.11.2 测试方法 ----------------------------------------------------------------------------------- 27第1章什么是信号完整性如果你发现，以前低速时代积累的设计经验现在似乎都不灵了，同样的设计，以前没问题，可是现在却无法工作，那么恭喜你，你碰到了硬件设计中最核心的问题：信号完整性。
早一天遇到，对你来说是好事。
在过去的低速时代，电平跳变时信号上升时间较长，通常几个ns。
器件间的互连线不至于影响电路的功能，没必要关心信号完整性问题。
但在今天的高速时代，随着IC输出开关速度的提高，很多都在皮秒级，不管信号周期如何，几乎所有设计都遇到了信号完整性问题。
另外，对低功耗追求使得内核电压越来越低，1.2v内核电压已经很常见了。
因此系统能容忍的噪声余量越来越小，这也使得信号完整性问题更加突出。
广义上讲，信号完整性是指在电路设计中互连线引起的所有问题，它主要研究互连线的电气特性参数与数字信号的电压电流波形相互作用时其电气特性参数如何影响产品的性能。
主要表现在对时序的影响、信号振铃、信号反射、近端串扰、远端串扰、开关噪声、非单调性、地弹、电源反弹、衰减、容性负载、电磁辐射、电磁干扰等。
信号完整性问题的根源在于信号上升时间的减小。
即使布线拓扑结构没有变化，如果采用了信号上升时间很小的IC芯片，现有设计也将处于临界状态或者停止工作。
乍一看，信号完整性的问题似乎无穷无尽，非常混乱，类型如下图1-1所示：图1-1 信号完整性组合列表（随机组合）所有与信号完整性噪声问题有关的效应都与下面四类特定噪声源中的一个有关:1、单一的网络的信号完整性；2、两个或多个网络间的串扰；3、电源和地分配中的轨道塌陷；4、来自整个系统的电磁干扰和辐射。