高速SI测量方法(10G信号)

高速SI测量方法 (2)

1 前言 (2)

2 SFI (2)

2.1 SFI标准 (2)

2.2 电气特性 (2)

2.3 测试仪器 (5)

2.4 测试方法 (5)

2.4.1 搭建测试环境 (5)

2.4.2 启动DUT (7)

2.4.3 选择BCM#模式 (7)

2.4.4发送PRBS码 (7)

2.4.5 调节预加重参数 (7)

2.4.6 调节预加重驱动 (8)

2.4.7 保存结果 (9)

2.5 测试命令 (9)

2.6 测试结果 (9)

3 XFI (10)

3.1 XFI标准 (10)

3.2 电气特性 (10)

3.3 测量仪器 (12)

3.4 测试方法 (13)

3.4.1 测试环境搭建 (13)

3.4.2 启动DUT (15)

3.4.3 选择BCM#模式 (15)

3.4.4 发送PRBS码 (15)

3.4.5 调节预加重参数 (15)

3.4.6保存测试结果 (16)

3.5 测试命令 (16)

3.5.1 MAC_TX TEST (16)

3.5.2 PHY_TX TEST (16)

3.6.测试结果 (16)

4 KR (18)

4.1 测试方法 (20)

4.2 测试命令 (20)

4.3 测试结果 (21)

5.总结 (24)

5.1 测试注意事项 (24)

5.2 眼图测试总结 (25)

高速SI测量方法

1 前言

在速率达到10Gbps 高速设计中，尽管我们在电路设计上按照标准设计，但在信号的传输过程仍不可避免会受到串扰等的影响，由此我们需要去做信号完整性分析，以验证我们设计的正确性，而眼图是一种可对数字信号传输作定性分析的有效手段。以下所介绍就是关于10G信号接口SFI、XFI、KR的SI测量方法。

2 SFI

2.1 SFI标准

SFF-8431定义了SFI的电气特性及测试方法。

2.2 电气特性

在SFF-8431中SFI被定义了以下三种模型：

①Host System

Figure1---Host Compliance Board

②ASIC/SerDes

Figure 2---ASIC/SerDes Test Board

③Module

Figure 3---Module Compliance Board

以上三种模型对应的定义了如下测试点：

Figure 4---SFI Reference Points

而在我们的设计应用中，我们需要验证IC的transmitter和receiver 的信号经过SFP+ Module connector后的信号质量.而ASIC/SerDes和Module模型分别定义对ASIC和Module本身的

电气特性，并未考虑信号经过connector的情况，与我们的实际应用不符。所以我们设计模型为Host System.测试点为B点和C点，但因目前尚没有设备从外部输入信号，C点暂无法测试，以B点作为测试参考点。以下是B点和C点的定义：

B点：Host output at the output of the Host Compliance Board.

C点：Host input at the input of the Host Compliance Board.

所以我们对SFI眼图的测量结果必须符合以下的spec要求：

Figure 5---SFP+ Host Transmitter Output Jitter and Eye Mask Specifications at B

2.3 测试仪器

SFI的测试需要一套与之匹配的测试制具和测试仪器，测试用具如下： ① SFI测试制具

Figure 6---SFI测试制具

②10G示波器及采样模块80E04

③时钟恢复模块CR125A

2.4 测试方法

2.4.1 搭建测试环境

Figure 7---测试环境图

2.4.2 启动DUT

2.4.3 选择BCM#模式

2.4.4发送PRBS码

PRBS是Pseudo Random Binary Sequence的缩写，即“伪随机二进制序列”的意思。PRBS 码具有“随机”特性，是因为在PRBS码流中，二进制数“0”和“1”是随机出现的，但是它又和真正意义上的随机码不同，这种“随机”特性只是局部的，即在周期内部，“0”和“1”是随机出现的(码流生成函数与初始码确定后，码流的顺序也是固定的)，但各个周期中的码流却是完全相同的，所以我们称其为“”伪随机码。PRBS码的周期长度与其阶数有关，常用的阶数有7、9、11、15、20、23、31，也就是我们常说的PRBS7、PRBS9、PRBS11、PRBS15、PRBS20、PRBS23、PRBS31。

在对高速信号链路进行误码测试时，基本上都是利用PRBS码流来模拟真实的线网码流环境，因为在线网中，所有的数据都是随机出现的，没有任何规律可言，而PRBS码流在一定程度上具有这种“随机数据”特性，二进制“0”和“1”随机出现，其频谱特征与白噪声非常接近。PRBS 码流的阶数越高，其包含的码型就越丰富，就越接近真实的线网环境，测试的结果就越准确。芯片厂商Broadcom提供以下七种PRBS等级，并推荐我们使用PRBS15测试。

Figure 8--- PRBS Select

2.4.5 调节预加重参数

预加重技术在信号发送前对其进行预扭曲，以使接收器上的信号质量如同原始发送的质量。发送端芯片一般会具备预加重调节功能，需要去调节预加重为最优值以确保接收端信号眼图最优化。芯片厂商Broadcom提供16个不同的预加重等级,每个等级包含两个可调节参数post tap

和main tap，分别对应下图的X和Y,通过输入不同的预加重等级，观察眼图效果，可找到最优的一个参数。