用于高速总线的信号完整性测试
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。
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。
高速数字电路设计中的信号完整性分析
高速数字电路设计中的信号完整性分析在高速数字电路设计中，信号完整性分析是非常重要的一环。
信号完整性分析旨在确保信号在电路中能够准确、稳定地传输，从而避免信号失真或干扰，保证电路的性能和可靠性。
首先，我们需要了解信号完整性分析的基本概念。
信号完整性是指在一个电路中，信号从发送端到接收端能够保持原有的形态和正确的数值。
在高速数字电路设计中，信号往往受到许多因素的影响，如传输线特性、阻抗、反射、串扰等，这些因素都有可能导致信号失真。
因此，对信号完整性的分析和优化至关重要。
在进行信号完整性分析时，我们需要首先考虑传输线的特性。
传输线的特性包括传输速度、阻抗匹配、传输延迟等，这些特性直接影响信号传输的稳定性和速度。
通过对传输线的建模和仿真分析，可以帮助我们了解传输线对信号的影响，从而优化电路设计。
另外，阻抗匹配也是信号完整性分析中的重要内容。
当信号源和负载的阻抗不匹配时，会导致信号的反射和衰减，从而降低信号的质量和稳定性。
因此，在设计电路时，需要确保信号源和负载的阻抗能够有效匹配，以减少信号的失真和干扰。
此外，信号完整性分析还需要考虑信号的传输延迟和时序关系。
在高速数字电路中，信号传输的延迟会对数据的同步和稳定性产生影响。
通过时序分析和延迟优化，可以更好地控制信号的传输速度和有效减少时序误差。
最后，在进行信号完整性分析时，还需要考虑信号的功耗和信噪比。
功耗会影响电路的工作效率和稳定性，信噪比则会影响信号和噪声的比值，从而影响信号的准确性和清晰度。
因此，在设计电路时，需要综合考虑功耗和信噪比等因素，以实现信号的高质量传输。
总的来说，信号完整性分析是保证高速数字电路性能和可靠性的重要步骤。
通过对传输线特性、阻抗匹配、传输延迟、功耗和信噪比等方面的分析和优化，可以更好地保证信号在电路中的准确传输，避免信号失真和干扰，从而提高电路的性能和可靠性。
希望以上内容对您有所帮助。
集成电路测试中的高速串行接口测试方法
集成电路测试中的高速串行接口测试方法高速串行接口测试方法在集成电路测试中起到非常重要的作用。
高速串行接口是现代集成电路中广泛使用的一种通信方式，其在数据传输速率和通信距离方面具有明显优势，适用于高速数据传输和远距离通信。
为确保高速串行接口的稳定性和可靠性，需要对其进行全面的测试。
以下将介绍几种常用的高速串行接口测试方法。
一、物理层测试方法物理层测试主要是对高速串行接口的物理连接进行测试。
该测试方法主要包括以下几个方面的内容：1. 信号完整性测试：通过检测信号的波形和电平，确保信号在传输过程中没有发生失真和干扰。
常用的测试手段包括时钟和数据眼图测试、时钟抖动和噪声测试等。
2. 差分信号测试：对差分信号的幅度、延迟和相位进行测试，以保证差分信号的正常传输。
常用的测试方法包括查找表测试、时序测量和匹配测试等。
3. 传输线测试：通过对传输线的阻抗匹配、衰减和时延进行测试，确保传输线的质量和传输速率。
常用的测试手段包括衰减测试、传输线模型测试和传输线延时测试等。
二、协议层测试方法协议层测试主要是对高速串行接口的通信协议进行测试。
该测试方法主要包括以下几个方面的内容：1. 通信协议测试：对通信协议的正确性和稳定性进行测试，以保证数据能够正确地传输和解析。
常用的测试手段包括数据包验证、错误恢复和流控制测试等。
2. 时序调整测试：对时钟的校准和时序的调整进行测试，以确保时序的准确性和稳定性。
常用的测试方法包括时钟同步测试、时序校准和时序复位测试等。
3. 错误检测与纠正测试：对错误检测和纠正机制进行测试，以保证数据的可靠性和完整性。
常用的测试手段包括CRC校验测试、差错码测试和纠错算法测试等。
三、性能测试方法性能测试主要是对高速串行接口的数据传输性能进行测试。
该测试方法主要包括以下几个方面的内容：1. 传输速率测试：对传输速率进行测试，以确保高速串行接口能够达到设计要求的数据传输速率。
常用的测试手段包括比特错误率测试、吞吐量测试和带宽测试等。
信号完整性测试
5
2021/7/22
测试能帮我们做些什么？
▪ 验证
–验证我们的硬件设计是否符合设计要求 –验证我们的信号质量是否达到设计要求：波形，时序，电源 –验证仿真结果和实测结果的一致性：波形，时序，电源 –验证模型的准确性
▪ 调试
–调试的目的：发现问题，解决问题 –问题是否是硬件设计的问题？ –问题是否是器件的原因：驱动能力？模型？ –问题是否是布局布线的问题：拓扑？端接？阻抗？走线长度？串扰？
▪ 高速电路常见测试问题和调试技巧
▪ 衡量高速信号质量的重要手段和方法：眼图和抖动测试与分析
▪ 高速互连的阻抗测试与分析
3
2021/7/22
客户调查：您需要哪一项测试？
System test
(functional check; debug)
2
1
Test points
Tx output
Tx + -
Tx + Interconnect
▪ 测试仪器的关键指标
–探头影响 –带宽和上升时间 –采样模式 –时钟恢复 –时间精度
38
2021/7/22
探头如何影响测量测量系统
VCC
CC VIN
RC 探头及仪表
RP
CP
RE
DUT
NOTE: VCC 为交流对地
没有探头及仪表
有探头及仪表
Gain = - RC RE
f0 = 1 2 RCCC
Gain = - (RC||RP) RE 1
9
2021/7/22
波形测试——模板测试
10
2021/7/22
时序测试
▪ 时序测试的内容：
RapidIO高速串行总线的信号完整性测试
Ｋｅ ｒ ｓ ｈ ｈｓｅｄｓｒ ｌ ｕ ；ｉ ａ ｉ ｅｒｙｔ ｔｊｔ ｅｔ ｍ；ｙ ａ ｅｍ； Ｉ ｙｗｏｄ ：ｉ ｐｅ ｅ ａ ｂ ｓｓ ｎ ｌｎ ｇｉ ｓ；ｔ ｒｓ ｃ ｕ ｅｅｐｔ ｒ Ｉ ｇ ｉ ｇ ｔ ｔ ｅ ｉｅ ｐ ｒ ｔ Ｓ
ｐｔ ｒ ， ｔ —ｓｍｂｌｎｅｆｒ ｃ （Ｓ） ｅｒ ｎｒｌｅ ．Ｔ ｅｔ ｔ ｅｕｔｓ ｉｅ ｏ ｂｎ ｔ ｎｗｔ ａ ａ ｅ ｉ ｅ ｙ ｏ ｉｔｒ ｅ ｅ ＩＩ ，ｒ ｒ ｏ ｔ ，ｔ ｈ ｓ ｒｓｌｉ ｇ ｎｉ ｃｍ ｉａ ｏ ｉ Ｒ ・ ｔ ｎ ｎｒ ｅｎ ｏｃ ｏ ｃ ｅ ｖ ｎ ｉ ｈ
ｐ ｌ ｉ ｅｄｓｒ ｌ ｕ ｙｔ ｐ ｌ ａｉ ，ｎ ｅｒｌｔ ｐ ｃｆ ａ ｏ ｓａｅａ ａ ｓｄｂ ｓ ｇｊｔ ｉ Ｏ ｈｇ ｓ ｅ ｅ ａ ｂ ｓｓｓ ｍ ａｐｉ ｔ ｎ ａ ｄｔ ｅ ｅ ｓｅｉｃ ｔ ｎ ｒ ｎ ｌ ｅ ｙｕ ｉ ｔ ｒ ｄ ｈｐ ｉ ｅ ｃ ｏ ｈ ａｄ ｉ ｉ ｙ ｎ ｉｅ
采 用 Ｒ ｐｄＯ 串行 总 线 协议 的芯 片 、 板 和系 ａｉｌ 背 统设 备 间传送 速 率高 达 ３ １５～６Ｇ ｉ ｓ信 号上 升 ．２ ｂｔ ， ／ 时 间低 于 ０ １ｎ ， 号 完整 性 测 试 在 整个 系统 性 能 ． ｓ信
１ Ｒ ｐｄ０ 高 速 串行 总 线 信 号完 整 性 测试 ａ ｉｌ 的几个概念
Ａ ｓ ａ ｔＴ ｅｋｙｃｎｅ ｔ ｆｈ ｈ ｓｅｄ ｓｒ ｌ ｕ ｉ ａ ｉｔ ｒｙｔ ｔ ｓｉｔ ｄ ｃｄｉｃｕ ｉｇｊｔ ，ｙ ｂｔ ｃ ：ｈ ｅ ｏ ｃｐ ｉ ｐ ｅ ｅ ａ ｂ ｓｓ ｎ ｌ ｎｅ ｉ ｓ ｉ ｎｒ ｕｅ ｌｄｎ ｉｅ ｅｅ ｒ ｏ ｇ ｉ ｇ ｇｔ ｅ ｏ ｎ ｔｒ
《高速串行总线信号完整性分析》范文
《高速串行总线信号完整性分析》篇一摘要：本文主要探讨高速串行总线中信号完整性的重要性、影响信号完整性的主要因素及其对系统性能的影响。
通过对信号完整性的深入分析，我们提出了有效的设计策略和改进措施，以提高信号完整性和系统的整体性能。
一、引言随着现代电子技术的发展，高速串行总线已成为数据传输的主要手段。
然而，在高速传输过程中，信号完整性成为一个关键问题。
信号完整性的好坏直接影响到系统的性能和可靠性。
因此，对高速串行总线信号完整性的分析具有重要的实际意义。
二、信号完整性的定义及重要性信号完整性是指信号在传输过程中保持其形状、幅度、时间和相位关系的能力。
在高速串行总线中，由于传输线效应、反射、电磁干扰等的影响，信号完整性可能受到损害，导致系统性能下降，甚至出现错误。
因此，保证信号完整性是提高系统性能和可靠性的关键。
三、影响信号完整性的主要因素1. 传输线效应：传输线效应是高速串行总线中影响信号完整性的主要因素之一。
由于传输线的特性阻抗与驱动器和接收器的阻抗不匹配，会导致反射、振荡等现象，从而影响信号的完整性。
2. 电磁干扰：电磁干扰是另一个影响信号完整性的重要因素。
外部电磁场和电流可能会对传输的信号产生干扰，导致信号失真或衰减。
3. 串扰：串扰是指不同传输线之间的耦合效应，它会导致信号的误读或畸变，从而影响信号的完整性。
四、信号完整性对系统性能的影响信号完整性的好坏直接影响到系统的性能和可靠性。
信号失真或衰减可能导致数据的误读或丢失，从而影响系统的正常工作。
此外，由于反射和振荡等现象，可能会增加系统的噪声和功耗，降低系统的稳定性和可靠性。
五、提高信号完整性的设计策略和改进措施1. 优化传输线设计：通过合理设计传输线的长度、阻抗等参数，以减小传输线效应对信号完整性的影响。
2. 电磁屏蔽：通过合理的电磁屏蔽设计，减小外部电磁场对传输的信号的干扰。
3. 串扰控制：通过优化布线、增加地线层等方式，减小不同传输线之间的耦合效应，从而控制串扰对信号完整性的影响。
高速并行总线信号完整性测试技术
射电磁能， 并随之产生串扰 。
６定时抖 动 ： ） 当数字信 号在周期 间包含有微小
２ ．高速数字系统 的信号完整性 问题
在高速数字系统中 ，典型的信号完整性问题包
的边沿位置变动时 ， 就会产生抖动 。 这种抖动将影响
整个数位系统的定时准确性和同步 。
３ ．定时 问题 引起信 号完整性故 障
维普资讯
数字信号畸变产生于许多根本性原 因，与定时 特别是对那些拥有大量总线 、输入和输 出装置的高
有关的问题是非常普遍 的现象。
速数字系统， 它具有高通道数 、 深存储器和先进的触
发功能 ， 可从许多测试点捕获数字信息。 作为数据域 仪器 ， 逻辑分析仪产生的定时图形清晰 、 易懂 ， 并易 于与预期的数据进行 比较，从数据层上验证结果是
维普资讯
高逮并行息线位号竞奠性潮试技术
泰克科技 （ 中国） 有限公 司 张楷
摘要 ： 随着信号速度的显著提 高， 信号完整性 问题 已经成为高速数字设计 中的关键 。本文介绍 了一种
新的信 号完整性分析技 术， 通过集成逻辑分析仪和数字存储示波器， 将物理层模拟信 号， 数据层数 字 信号时间相关的联合观测 ， 自动测试多迭 ４８ ０ 个并行总线眼图， 效定位和分析 高速 总线 中出现的故 有 障问题 ， 排除由于信号完整性 问题导致 的数字系统错误。最后结合处理器和 高速总线 ， 出了高速信 给
３ １总线竞争 ．
当两个驱动器设备试图同时使用同一总线时 ，
就产生了总线竞争现象 ， 它会导致信号畸变。正常 否正确 。现代逻辑分析仪都包括能够帮助检测某些 例如毛刺触发 、 建 情况下 ， 当一个驱动器传送数据时 ， 另一个驱动器应 对信号完整性有影响的触发功能 ， 这些触发条件， 以及许 进入高阻抗状态并保持 “ 让路” 态。但如果高阻 立和保持时间违规触发等等 ， 状 抗 的设备不能及时切换 ， 就会出现两个驱动器争用 多其他逻辑组合触发条件可同时应用于数百个通道
《2024年DDR4高速并行总线的信号完整性仿真分析》范文
《DDR4高速并行总线的信号完整性仿真分析》篇一一、引言随着科技的不断进步，高速并行总线技术得到了广泛应用。
作为当前最流行的内存接口之一，DDR4（Double Data Rate 4 Generation）技术以其高速、高带宽和低功耗等优势成为许多现代电子系统的重要组成部分。
然而，在高速传输过程中，信号完整性的问题往往对系统性能和可靠性产生重大影响。
因此，本文旨在通过对DDR4高速并行总线的信号完整性进行仿真分析，为相关研究和应用提供理论依据和实践指导。
二、DDR4高速并行总线概述DDR4是一种先进的内存技术，其数据传输速率远高于传统的DDR3和DDR2等内存技术。
DDR4总线采用并行传输方式，通过多个信号线同时传输数据，从而大大提高了数据传输速率和带宽。
然而，随着数据传输速率的提高，信号完整性的问题愈发突出。
三、信号完整性仿真分析方法针对DDR4高速并行总线的信号完整性仿真分析，本文采用以下方法：1. 建模：首先建立DDR4高速并行总线的模型，包括信号线、电源线、地线等。
2. 仿真：使用专业的仿真软件对模型进行仿真分析，包括时序分析、噪声分析、串扰分析等。
3. 评估：根据仿真结果，评估信号完整性的各项指标，如信号衰减、串扰、反射等。
四、仿真结果与分析1. 时序分析：通过仿真分析，我们发现DDR4总线的时序性能良好，各信号线的传输延迟差异较小，满足高速传输的要求。
2. 噪声分析：在噪声分析中，我们发现由于电磁干扰和电源噪声等因素的影响，部分信号线上出现了较大的噪声。
这可能导致信号失真和误码等问题，影响系统的性能和可靠性。
3. 串扰分析：串扰是高速并行总线中常见的信号完整性问题之一。
通过仿真分析，我们发现不同信号线之间的串扰较为严重，特别是在高频传输时。
这可能导致信号的畸变和误判，影响系统的正常工作。
4. 信号衰减与反射：在仿真过程中，我们还发现信号线上的衰减和反射问题较为突出。
由于传输线的阻抗不匹配和信号的反射等因素，可能导致信号的失真和畸变。
信号完整性测试
信号完整性测试硬件电路测试中非常重要的一项是信号完整性测试，特别是对于高速信号，信号完整性测试尤为关键。
完整性的测试手段种类繁多，有频域，也有时域的，还有一些综合性的手段，比如误码测试。
不管是哪一种测试手段，都存在这样那样的局限性，它们都只是针对某些特定的场景或者应用而使用。
只有选择合适测试方法，才可以更好地评估产品特性。
本文将讲解常用的一些测试方法和使用的仪器。
一、波形测试使用示波器进行波形测试，这是信号完整性测试中最常用的评估方法。
主要测试波形幅度、边沿和毛刺等，通过测试波形的参数，可以看出幅度、边沿时间等是否满足器件接口电平的要求，有没有存在信号毛刺等。
波形测试也要遵循一些要求，比如选择合适的示波器、测试探头以及制作好测试附件，才能够得到准确的信号。
下图是DDR在不同端接电阻下的波形。
常见的示波器厂商有是德科技、泰克、力科、罗德与施瓦茨、鼎阳等等。
二、时序测试现在器件的工作速率越来越快，时序容限越来越小，时序问题导致产品不稳定是非常常见的，因此时序测试是非常必要的。
一般，信号的时序测试是测量建立时间和保持时间，也有的时候测试不同信号网络之间的偏移，或者测量不同电源网络的上电时序。
测试时序基本都是采用的示波器测试，通常需要至少两通道的示波器和两个示波器探头（或者同轴线缆）。
下图是测量的就是保持时间：三、眼图测试眼图测试是常用的测试手段，特别是对于有规范要求的接口，比如USB、Ethernet、PCIE、HDMI和光接口等。
测试眼图的设备主要是实时示波器或者采样示波器。
一般在示波器中配合以眼图模板就可以判断设计是否满足具体总线的要求。
下图是示波器测试的一个眼图：四、抖动测试抖动测试现在越来越受到重视，常见的都是采用示波器上的软件进行抖动测试，如是德科技示波器上的EZJIT。
通过软件处理，分离出各个分量，比如总体抖动（TJ）、随机抖动（RJ）和固有抖动（DJ）以及固有抖动中的各个分量。
对于这种测试，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。
高速电路中的信号完整性及仿真
１引言现在的高速数字系统的时钟频率可能高达数百兆赫兹，其快斜率瞬变和极高的工作频率，以及很大的电路密集度，必将使得系统表现出与低速设计截然不同的行为，出现了信号完整性问题。
破坏信号完整性将直接导致信号失真、定时错误，以及产生不正确的数据、地址和控制信号，从而造成系统误工作甚至导致系统崩溃，因此印刷电路板布线前的仿真显得非常重要。
２信号完整性信号完整性（ＳｉｇｎａｌＩｎｔｅｇｒｉｔｙ，简称ＳＩ）是指信号线上的信号质量。
差的信号完整性不是由某一单一因素导致的，而是板级设计中多种因素共同引起的。
主要的信号完整性问题包括反射、振铃、地弹、串扰等。
源端与负载端阻抗不匹配会引起线上反射，负载将一部分电压反射回源端。
如果负载阻抗小于源端阻抗，反射电压为负；反之，如果负载阻抗大于源端阻抗，反射电压为正。
布线的几何形状、不正确的线端接、经过连接器的传输及电源平面的不连续等因素的变化均会导致此类反射。
信号的振铃和环绕振荡由线上过度的电感和电容引起，振铃属于欠阻尼状态而环绕振荡属于过阻尼状态。
信号完整性问题通常发生在周期信号中，如时钟等。
振铃和环绕振荡同反射一样也是由多种因素引起的，振铃可以通过适当的端接予以减小，但是不可能完全消除。
在电路中有大的电流涌动时会引起地弹。
振铃和地弹都属于信号完整性问题中单信号线的现象，串扰则是由同一ＰＣＢ板上的两条信号线与地平面引起的，故也称为二线系统。
串扰是两条信号线之间的耦合，信号线之间的互感和互容引起线上的噪声。
容性耦合引发耦合电流，而感性耦合引发耦合电压。
ＰＣＢ板层的参数、信号线间距、驱动端和接收端的电气特性及线端接方式对串扰都有一定的影响。
表１列出了高高速电路中的信号完整性及仿真张磊，唐继勇，杨峰（电子科技大学自动化工程学院，四川成都６１００５４）摘要：在高速印刷电路板设计过程中，高速电路设计的仿真显示出越来越重要的地位。
利用仿真分析的方法，可以在ＰＣＢ制作之前尽可能发现并解决隐藏的信号完整性和电磁兼容性问题，最大限度地减小产品设计失败概率，提高电路系统工作可靠性。
USB信号完整性测试讲解
USB信号完整性测试讲解USB 2.0 信号完整性测试需要使用示波器，大部分示波器使用大同小异，本文详细讲解USB2.0的信号完整性测量过程。
测试工具用于高速USB信号质量测试工具包括：1)使用SMA线缆的测试装置，如下图：该设备包括两个RF SMA (m) 垂直50 ohm 终端连接器和两个4 英寸USB A-B 电缆(E2646-61601)、一个USB 2.0 插头和USB 2.0 微型插头之间的转接插头，以及一条从主机端口给该装置供电的电缆。
下图为高速信号质量测试装置有连接SMA 电缆。
2)使用测试探头，如下图探头包括一对差分引线3)测试电缆：4)测试设备（主机）可以从USB Implementers Forum 网站的开发人员工具页下载高速电气测试工具包软件(USBHSET)。
USB设备高速信号质量测试流程操作1.在设备高速信号质量测试装置上，将TEST 开关(S1) 置于ON 位置。
验证黄色TEST LED 亮起。
2.在示波器前面板上，按下[Analyze] 分析键。
3.在"分析菜单"中，按下功能软键，选择USB 信号质量。
4.按下测试软键，选择设备高速信号质量测试。
5.按设置软键。
在"USB 信号质量"菜单中：a)按下测试连接软键，选择是使用单端（带SMA 电缆）还是差分探头连接。
b 如果使用差分连接，请按下源软键，选择连接到差分探头的模拟输入源通道。
b)如果使用单端（SMA 电缆）连接，请按下DP SMA 软键，选择连接到D+信号的模拟输入源通道。
然后，按下DN SMA 软键，选择连接到D- 信号的模拟输入源通道。
在4 通道示波器上，将强制您对D+ 和D- 信号使用不同的通道对。
这将提供最大采样率。
（通道1 和2 是一对，通道3 和4是另一对。
）通道示波器不支持使用单端SMA 电缆连接进行高速测试，因为采样率不符合所需的5 GSa/s。
c)按下测试类型软键，选择近端或远端。
信号完整性的常用的三种测试
信号完整性的常用的三种测试
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。
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，以及DJ中的各个分量。
对于这种测试，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。
波形测试。
硬件测试中的高速信号与时钟测试技术
硬件测试中的高速信号与时钟测试技术高速信号与时钟在硬件设计中起着至关重要的作用，因此在硬件测试过程中需要采用一些专门的技术来确保其质量和可靠性。
本文将介绍一些常用的高速信号与时钟测试技术，以帮助工程师们更好地进行硬件测试。
一、高速信号测试技术1. 信号完整性测试信号完整性测试是用于评估信号在传输过程中的质量和准确性的一种测试技术。
它可以检测到信号的衰减、延迟、波形失真等问题，帮助工程师确定信号传输的最大速率和最佳参数设置。
在进行信号完整性测试时，常用的方法包括时域反射技术（TDR）和频域反射技术（FDR）。
TDR可以通过测量信号在传输线上的反射来判断线路的损耗和延迟情况，而FDR则可以通过检测信号的频谱来评估信号的失真情况。
2. 眼图测试眼图是一种以眼形图案显示信号质量的测试方法。
它可以通过在显示设备上绘制出接收到的信号波形的形状来评估信号的稳定性和准确性。
在进行眼图测试时，需要使用专门的仪器来采集和分析信号波形。
通过评估眼图的打开度、噪音水平、边缘速率等参数，工程师们可以判断信号传输的质量，从而进行合适的调整和优化。
3. 串扰测试在高速信号传输中，串扰是一种常见的问题。
它指的是在多个信号线路之间相互干扰，导致信号失真或者传输错误。
为了确保高速信号的质量，工程师们需要进行串扰测试来评估并解决潜在的串扰问题。
串扰测试通常需要使用专门的仪器和软件来模拟和分析信号的传播过程。
通过测量信号之间的传播路径和干扰程度，工程师们可以确定信号线路的布局和设计是否满足要求，并采取相应的措施进行改进。
二、时钟测试技术1. 时钟相位噪声测试时钟相位噪声是指时钟信号的相位偏移和波动。
它可以是由于时钟源、传输线路、器件本身等因素引起的，对系统性能和稳定性有着重要影响。
在时钟相位噪声测试中，常用的方法包括频谱分析和相位噪声测量。
频谱分析可以通过测量时钟信号的频谱来评估相位噪声的特性，而相位噪声测量则可以直接测量时钟信号的相位偏移和波动。
PCI-E总线信号完整性测试
PCI-E总线信号完整性测试目录CONTENTS 1•信号完整性测试条件2•SPI信号完整性测试一、信号完整性测试条件1 单板/系统工作条件单板/系统工作在室温条件（20℃~27℃）单板/系统要可靠接地单板/系统上电正常工作，各模块工作均正常，30分钟后再开始测试单板/系统在轻载及满载情况下均应测试单板/系统电源稳定在额定电压±3%范围内2 测试人员要求<1>.熟悉逻辑电平及PCI-E总线协议的基本知识，熟练掌握示波器的使用方法；<2>.测试人员在测试操作仪器时必须穿戴防静电服、静电鞋和防静电帽；<3>.在用手持握被测电路板时必须戴防静电手套；<4>.测试人员在使用时必须要按照示波器的具体要求来操作。
3 测试手法要求1、测试点尽量不要引飞线，非引不可也要尽量短2、尽量减少探头探针与探头地线所构成的环路面积3、手不要触摸测试信号4、2个探头不能共用同一地线5、测量时，使输入信号达到最大示波器的满刻度6、测量时，示波器探头和电缆要远离潜在串扰源的地方7、测试过程中，禁止在测试环境附近打电话或使用其他有强辐射的设备，避免对测试结果产生干扰8、测量时，如果测量结果超出规格，须再次确认测试点与芯片规格，确认测量条件及测量方法无误后，更换新的PCBA板测量，若测量结果仍是Fail，则定性为Bug并与硬件/软件人员确认。
并提单至禅道Bug管理系统或Jira管理系统4 测试设备要求示波器及探头<a>.为了确保测量数据的精度，应尽量采用高输入阻抗、小电容值、高带宽的有源探头和高带宽的示波器<b>.仪器预热：为了避免温度变化带来的误差，在测试进行前，仪器需要预热30分钟。
<c>.测量前，要校准仪器<d>.测量前，保证测试仪器与被测试单板/系统共地<e>.探头和示波器的带宽要超过被测信号带宽的3倍以上<f>.示波器的采样速率至少要超过被测信号最高频率成分的2倍<g>.建议使用示波器厂家推荐的示波器和探头组合进行测量<h>.不允许在探头还连接着被测试电路时插拔探头5 测试项及标准评估根据电路原理图，遍历PCI-E总线信号，详细测试项如下表（1）~表（2）所示：信号名称测试项测试位置合格标准PCI-E ClockVhigh接收端660~850mvVlow >-150mvTabsmin >9.872nsDuty Cycle 45%~55%Tr 175~700psTf 175~700ps信号名称测试项测试位置合格标准PCI-EDataVRX/VTX-DIFFp-p眼图高低电平接收端符合模板要求TRX/TTX-EYE眼图的宽度UI(Unit Internal)TTX-RISE/FALL眼图上升下降时间LRX-SKEWTRX/TTX-EYE-MEDIAN-to-MAXJITTER表（1）PCI-E总线Clock信号测试项及标准表（2）PCI-E总线Data信号测试项及标准Remark:1、采集UI数据量越多越好，最好不少于100000个，同时选择相对应的模板；2、也可以使用专业软件进行解码分析；3、以上测试项规格仅是PCI-E 1.0版本规格。
高速串行信号测试的关键挑战及完整方案
Bandwidth: 带宽 (Typical 典型) <calculated from Tr/Tf> <计算自 Tr/TF>
Standard: normal (0.75GHz), direct out (3.5GHz): High Bandwidth option (7.5GHz) 标准：正常(0.75GHz)，直接输出(3.5GHz)：高带宽选 择(7.5GHz)
Rise/fall (20-80) (Typical) 升/降 (典型)
Standard: normal (350ps), direct out (75ps): High Bandwidth option (35ps) 标准：正常(350ps)，直接输出(75ps)：高带宽选择 (35ps)
下文将分别阐述在高速串行信号测试中的关键技术和挑战，以及解决这些关键问 题的方法。 信号互联层测试 TDR(时域反射测定法)是 PCB 走线的特征阻抗是否符合或达到预计要求的最主要 的测试方法(图 2)，HT 和 DDR3 的标准都严格定义了信号传输线阻抗值的范围。 TDR 是一个闭环的测试系统，系统发出快沿脉冲，激励被测走线，同时采集由于 走线阻抗变化而对快沿的反射信号。快沿的上升时间时间决定了 TDR 的分辨率。 对差分走线的阻抗测量，需要测试系统输出差分的快沿信号来进行 TDR 测试，以 如实反应差分走线在差分信号的激励下出现的阻抗突变、串扰等一系列问题。
pcie标准封装测试
pcie标准封装测试PCIe标准封装测试。
PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）是一种高速串行接口标准，用于连接计算机内部的外部设备。
它是一种用于扩展计算机总线的标准，旨在取代旧的PCI、PCI-X标准。
PCIe标准封装测试是对PCIe设备进行封装测试的过程，旨在验证设备的性能和稳定性，以确保其符合PCIe标准的要求。
在进行PCIe标准封装测试时，需要考虑以下几个方面：1. 信号完整性测试。
信号完整性测试是PCIe标准封装测试中的重要环节。
它主要包括对信号的传输延迟、时钟抖动、串扰等进行测试。
通过这些测试，可以评估PCIe设备在不同工作条件下的信号传输质量，确保其在实际应用中能够稳定可靠地工作。
2. 电气特性测试。
电气特性测试是对PCIe设备电气参数进行测试的过程。
它包括对设备的电压、电流、功耗等参数进行测试，以确保设备在工作时能够满足PCIe标准规定的电气特性要求。
同时，电气特性测试也可以帮助发现设备在工作时可能出现的电气问题，为后续的改进提供参考。
3. 性能测试。
性能测试是对PCIe设备性能进行评估的过程。
它包括对设备的传输速率、延迟、吞吐量等性能指标进行测试，以确保设备在实际应用中能够达到预期的性能要求。
通过性能测试，可以评估设备在不同工作负载下的性能表现，为用户提供参考。
4. 兼容性测试。
兼容性测试是对PCIe设备与其他设备、系统的兼容性进行测试的过程。
它包括对设备在不同环境下的兼容性进行测试，以确保设备能够与其他设备、系统正常通信和协作。
通过兼容性测试，可以评估设备在实际应用中的兼容性表现，为用户提供参考。
在进行PCIe标准封装测试时，需要借助专业的测试设备和软件工具，以确保测试的准确性和可靠性。
同时，还需要根据PCIe标准的要求，制定详细的测试方案和测试流程，以确保测试的全面性和有效性。
总的来说，PCIe标准封装测试是对PCIe设备进行全面评估和验证的过程，旨在确保设备能够符合PCIe标准的要求，同时能够在实际应用中稳定可靠地工作。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
- >133 MHz clock,
Fr. Side Bus
- <250 ps rise time,
800
MB/s
-
Spread spectrum clocking, Logic levels: 3.3V, 1.0V
1.ห้องสมุดไป่ตู้ GB/s Hi-speed
AGP
Bus
Controller
RamBus
System Memory
用于高速总线的信号完整性测试
目录
• 市场的紧迫性 • 技术趋势 • 工业挑战 • 测试方面的挑战机解决方案
• 总结
市场的驱动力
技术趋势
– Digital Data Bandwidth: Pentium P4 - >1GHz, 400MHz bus, 3.2GB/s bus transfer rate (IDF August 2000)
Chip Set
- 800 MHz self-timed
driver IC,
data,
Legacy Buses
- Source-sync bus
- 800 mV pp RSL logic,
- up to 266 MHz data rate
Peripherals
- 200 ps setup/hold, - 200 ps rise times
Inter-chip bus
1.6 GB/s
AGP:
Rambus:
- 66 MHz Clock,
I/O Bus
- Differential 400 MHz
- Dynamic series Peripherals PCI Bus Controller USB Peripherals clock,
termination in the
多快才是足够快?
示波器上升时间
等于信号的上升时间 2 倍于信号的上升时间 3 倍于信号的上升时间 5 倍于信号的上升时间
上升时间慢/异常幅度衰 减
41% 12% 5% 2%
What you don’t know...
...can hurt you!
关于示波器边沿速度的建议
建议示波器的上升时间至少为被测信号上升时间 的3－5倍
示波器带宽指标
0.1
0.2
0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
100
97.5
95
92.5
90
BW
=
0.35* trise
87.5 85 82.5
80
77.5
75
72.5
70.7 (- 3 dB)
在 3dB 带宽频率，信号的垂直幅度误差大约为30%
关于示波器带宽的建议
建议示波器的带宽至少为被测信号频率的3－5倍
用具有 100ps 上升时间的示波器测试一个 300ps 上升时 间的信号会使失真降到最小限度
你曾经遇到过这样的测试挑战吗?
– 更快的时钟和数据速率 – 更快的上升/下降时间 – 更短的建立/保持时间 – 更加轻微的抖动指标 – 更小的逻辑摆动 – 阻抗及终端问题 – 同步总线结构 – 需要观察更多的信号 – 难于探测 – 难于连接
教科书上的数字化信号
逻辑信号 +5 V电源
地信号
1
1
1
0
FALL TIME
RISE TIME
CLOCK A
B
C
DATA
上升/下降时间 vs. 示波器带宽
上升时间(示波器) ~= 0.35/带宽(示波器)
2 GHz BW Oscilloscope has ~200ps Risetime 4 GHz BW Oscilloscope has ~100ps Risetime
– “The 21264 ...channels up to 5.3 Gbytes/s of cache data ...into the processor, feeding its demanding CPU core.”
(Digital/Compaq web site on Alpha 21264 RISC processor)
– “Peak Memory BW (2.13 GB/sec)” (IBM web site regarding
RS-6000 RISC processor)
– “The PCI (Peripheral Component Interconnect) bus provides data rates of one GByte per second and up”
用 2GHz 带宽示波器测试 100ps 上升时间
RT(measured) = SQRT[RT(oscilloscope)2 + RT(Signal)2] RT(measured) = SQRT[200ps2 + 100ps2] = 224ps!
用 4GHz带宽示波器测试 100ps 上升时间
RT(measured) = SQRT[RT(oscilloscope)2 + RT(Signal)2] RT(measured) = SQRT[100ps2 + 100ps2] = 140ps!
(Intel web site )
工业挑战: 更快的计算机结构
PCI: - >66 MHz
clock, - >66 MHz data - >266 MB/s
Secondary Cache
Graphics Accelerator
Back Side Bus
CPU
FSB (Front Side Bus):
0
0
真实的数字信号
?
逻辑信号 +5 V电源
地
更高的时钟和数据速率的挑战
– P4 >400MHz data bus – Rambus 800MHz – DDR 266MHz clock – Firewire 1394b 1.6Gb/s transfer rate – USB2 480 Mb/s data rate – Infiniband 2.5Gb/s – DVI 1 Gb/s data BW – Serial ATA 1.5Gb/s transfer rate
使用 2.4 GHz 的示波器测试一个800 MHz 正弦波信号使信 号的幅度失真降到最小限度
举例: Tektronix 4 GHz TDS7404, 3 GHz TDS694C
更快的边沿速度的挑战
– Rambus 200ps 上升/下降时间 – DDR <250ps – Firewire 1394b 80-300ps – USB2 <500ps