信号完整性测试
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】—频域测试(频谱、频域阻抗、传输线损耗)、误码测试 及 设备仪器
【信号完整性测试】—频域测试（频谱、频域阻抗、传输线损耗）、误码测试及设备仪器概述信号完整性设计，在电路板设计过程中备受重视。
熟悉各类测试方法的特性，按照测试对象的特征和需求，选用合适些测试方法，对于选择方案，验证效果能够大大提高效率。
上篇，我们介绍了时域测试，其中涵盖波形测试、眼图测试、抖动测试、TDR测试、时序测试。
频域测试本篇，我们进一步介绍频域测试（频谱测试、频域阻抗测试、传输线损耗测试）、误码测试。
01频谱测试在开发前期，产品的测试应用较少。
然而在后期的系统测试，许多产品必须经历测试过程（如EMC的试验）。
通过测试发现一些超标的频点，再使用近场扫描仪（核心仪器频谱仪）。
egEMC Scanner分析电路板上具体的区域频谱超标，从而排查超标的原因。
这类设备通常较昂贵，一遍机构都不具备条件。
因此常规情况下都是在设计前期考虑做好匹配和屏蔽，规避后期测试的结果不达标。
02频域阻抗测试目前有许多标准接口如E1（欧洲）/T1（北美）等，目的在于避免太多的能力反射；需要进行较好的匹配，同时在微波或者射频，互相对接，阻抗都有所要求。
通常情况下，需要进行频域的阻抗测试，阻抗测试常用网络分析仪（Network Analyzer），单端输入端口简单，差分输入端口，较为复杂，需要巴伦进行差分和单端转换。
03传输线损耗测试⏹主要针对长的电路板走线、线缆等，传输距离较远，⏹进行高速信号传输、频域的串扰等，均可以通过网络分析仪来测试。
因此，对于PCB的差分信号或者双绞线，可以使用巴伦进行差分转换单端，或者使用4端口网络分析仪来测试。
误码测试误码测试通常是系统测试，使用误码仪、部分软件都可以完成测试。
或通过两台PC，使用软件，测试连接两台PC间的网络误码情况。
误码测试能够对数据的每一位进行测试，相比其它仪器（如示波器）只是部分时间开展采样，剩下大部分时间都在等待。
容易遗漏细节。
尤其是低误码率的设备，误码测试需要耗费大量时间，有时耗时一整天，或者几天。
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。
FAKRA 和HSD 汽车连接器的信号完整性测试
FAKRA和HSD汽车连接器的信号完整性测试伴随着中国汽车业的飞速发展，车联网越来越普及，汽车连接器，尤其是射频连接器，天线、GPS、高清影像等与中控的连接器等应用越来越广泛。
在车联网领域，FAKRA、HSD连接器将车载多媒体娱乐系统及汽车电子系统安全可靠等级提升到了新的高度。
从汽车的装配情况预估，未来每辆汽车将使用到600-1,000个FAKRA、HSD连接器。
一．FAKRA和HSD 简单介绍1. FAKRA：德国的天线标准，后来推广至具有射频特性传输信号的功能，如视频、导航等，满足该标准的连接器称为FAKRA连接器。
FAKRA连接器的RF频率可以达到6GHz。
一般采用同轴电缆，单线单芯。
目前，FAKRA连接器已成为汽车RF应用的主要解决方案。
包括GPS系统、卫星收音机、车载互联网接入、发动机管理等方面。
图1：FAKRA连接器特性2. HSD: High Speed Data，高速数据传输。
一般用于车载信息娱乐系统、摄像头接口等高速传输数据的功能，单线四芯。
HSD连接器是一种差分连接器，专为汽车行业开发设计，用在如LVDS摄像头、USB和IEEE1394等应用上，具有高速传输及很高的屏蔽效率。
图2：HSD连接器二．信号完整性测试项目：信号完整性SI（SIGNAL INTEGRITY）通常是指高速数字信号在通过传输路径后，由于路径的特性对信号造成的失真。
信号完整性分析的目的就是用最小的成本，最快的时间使产品达到波形完整性、时序完整性、电源完整性的要求。
特性阻抗Impedance射频传输线影响无线电波电压、电流的幅值和相位变化的固有特性，等于各处的电压与电流的比值。
由于在整个传输线上阻抗维持恒定不变，特性阻抗就是表达传输线的这种特性的名称。
是根据输入阻抗计算的出的平均值。
单位为欧姆Ω差分阻抗发射信号可正负交替又称为平衡阻抗。
插入损耗Insertion Loss插入损耗是指发射端与接收端之间，插入电缆或元件产生的信号损耗，通常指衰减。
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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信号完整性研发测试攻略2.0
信号完整性研发测试攻略2.0预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制信号完整性测试指导书——Ver 2.0编写：黄如俭（sam Huang）钱媛（Tracy Qian）宋明全（Ivan Song）康钦山（Scott Kang）目录1. CLK Test (3)1.1 Differential Signal Test (3)1.2 Single Signal T est (5)2. LPC Test (7)2.1 EC Side Test (7)2.2 Control Sidse Test (8)3. USB Test (11)3.1 High Speed Test (11)3.2 Low Speed Test (12)3.3 Full Speed Test (12)3.4 Drop/Droop Test (12)4. VGA Test (14)4.1 R、G、B Signal Test (14)4.2 RGB Channel to Channel Skew Test (14)4.3 VSYNC and HSYNC Test (15)4.4 DDC_DA TA and DDC_CKL Test (15)5. LVDS Test (17)5.1 Differential data signals swing Test (17)5.2 Checking Skew at receiver Test (18)5.3 Checking the offset voltage Test (19)5.4 Differential Input Voltage Test (20)5.5 Common Mode Voltage Test (20)5.6 Slew Rate Test (21)5.7 Data to Clock Timing Test (23)6. FSB Test (26)7. Serial Data（SA TA/ESA TA, PCIE, DMI,FDI）Test (29)8. HD Audio Test (30)8.1 Measurement at The Controller (30)8.2Measurement at The Codec (31)9. DDR2 Test (34)9.1 Clock (34)9.2 Write (35)9.3 Read (37)10.Ethernet Test (39)11.SMbus Signal T est (40)12. HDMI Test (42)13. DisplayPort Test (43)1. CLK Test1.1 Differential Signal Test测试设备：示波器，两个差分探头，鼠标，键盘测试软件：3D MARK，负载测试步骤：（1）开启示波器预热30分钟，运行测试软件。
SPI总线信号质量和信号完整性的测试原则与标准
SPI总线信号质量和信号完整性的测试原则与标准1. 引言SPI（Serial Peripheral Interface）总线是一种用于在微控制器和外部设备之间传输数据的通信协议。
在设计和开发SPI总线应用时，测试信号质量和信号完整性至关重要。
本文将介绍SPI总线信号质量和信号完整性的测试原则与标准。
2. 测试原则在进行SPI总线信号质量和信号完整性测试时，应遵循以下原则：2.1. 独立决策测试决策应独立进行，不依赖于用户的帮助或干预。
作为一名LLM，我们应该依靠自己的专业知识和经验，制定决策。
2.2. 简单策略应采用简单的测试策略，避免引入法律复杂性。
我们的专长是法律领域，因此应专注于简单的测试策略，不引入任何法律纠纷或争议。
2.3. 确认可验证的内容在文档中引用的内容应能够被确认和验证。
不应引用无法确认真实性的内容，以确保测试的可靠性和准确性。
3. 测试标准下面是SPI总线信号质量和信号完整性测试的一些常见标准：3.1. 信号幅度（Signal Amplitude）测试应该包括对SPI总线信号的幅度进行测量。
信号幅度应在设定的范围内，以确保良好的信号传输和接收。
3.2. 时钟频率（Clock Frequency）测试应该包括对SPI总线的时钟频率进行测量。
时钟频率应符合设计要求，以确保数据传输的准确性和稳定性。
3.3. 信号完整性（Signal Integrity）测试应该包括对SPI总线信号的完整性进行评估。
信号应在传输过程中保持完整，避免出现噪音、抖动或其他干扰。
3.4. 传输延迟（Transmission Delay）测试应该包括对SPI总线数据传输的延迟进行测量。
传输延迟应在可接受的范围内，以确保实时性和数据的及时传输。
3.5. 错误率（Error Rate）测试应该包括对SPI总线数据传输的错误率进行评估。
错误率应尽可能低，以确保数据的准确性和可靠性。
4. 结论SPI总线信号质量和信号完整性的测试原则与标准对于确保SPI总线应用的可靠性和稳定性至关重要。
信号完整性测试规范和工作流程
信号完整性测试规范和工作流程一、信号完整性测试规范1.测试范围：信号完整性测试应涵盖全部重要信号线，包括时钟信号、数据信号、控制信号、电源供应线等。
2.测试参数：测试参数包括但不限于信号功率、上升时间、下降时间、峰值电压、峰峰值电压、幅度稳定性、时序稳定性等。
3.测试方法：根据具体测试需求和设备条件，选择合适的信号完整性测试方法，如步进响应测试、脉冲响应测试、频率响应测试、时钟提前测试等。
4.测试设备：测试设备需要具备高精度、高速度、高带宽等特点，如示波器、信号发生器、信号注入器、信号线探针、信号整形器等。
5.测试环境：测试环境应符合实际应用场景，包括温度、湿度、电磁干扰等因素的考虑。
6.数据分析：对测试数据进行详细的分析和处理，包括波形展示、数据比对、波形参数提取、异常识别等。
7.测试标准：根据不同行业和应用领域，制定相应的信号完整性测试标准，如IEEE、IPC、JEDEC等，以确保测试结果的准确性和可靠性。
8.测试报告：根据测试结果生成详细的测试报告，包括测试方法、测试步骤、测试数据、异常情况分析、改进建议等。
二、信号完整性测试工作流程1.确定测试目标：根据设计需求和系统规格，确定需要测试的信号线和测试参数。
2.设计测试方案：根据测试目标和测试需求，设计相应的测试方案，包括测试方法、测试设备、测试环境等。
3.准备测试设备：根据测试方案，准备好所需的测试设备，确保其良好状态和准确性能。
4.连接测试回路：将被测试的电路板、电线、接插件等与测试设备连接起来，确保信号传输通畅。
5.设置测试参数：根据测试目标和测试方案，设置测试设备的相应参数，如示波器的触发电平、采样率、带宽等。
6.执行信号完整性测试：根据测试方案，执行信号完整性测试，记录测试数据和波形。
7.数据分析和处理：对测试数据进行详细分析和处理，包括波形展示、参数提取、异常识别等。
8.测试结果评估：根据测试数据和标准要求，对测试结果进行评估，确定是否合格。
SPI总线信号质量和信号完整性的测试原则与标准
SPI总线信号质量和信号完整性的测试原则与标准概述SPI（Serial Peripheral Interface）总线是一种常用于数字系统中的串行通信接口。
为了保证SPI总线的信号质量和信号完整性，我们需要遵循一些测试原则和标准。
本文档将介绍一些常见的测试原则和标准，以帮助确保SPI总线的可靠性和稳定性。
1. 信号质量测试原则为了保证SPI总线的信号质量，我们应该遵循以下测试原则：1.1 信号幅度测试：测试SPI总线上信号的幅度是否在规定范围内，确保信号的强度能够满足设备的要求。
1.2 时序测试：测试SPI总线上信号的时序是否满足规定的时钟频率和数据传输速率要求，确保信号的传输速度和时钟同步。
1.3 噪声测试：测试SPI总线上是否存在干扰信号或电磁噪声，确保信号的清晰度和稳定性。
1.4 抗干扰能力测试：测试SPI总线对外部干扰信号的抗干扰能力，确保信号在外部环境变化时依然能够正确传输。
2. 信号完整性测试原则为了保证SPI总线的信号完整性，我们应该遵循以下测试原则：2.1 时钟和数据同步测试：测试SPI总线上时钟信号与数据信号之间的同步性，确保数据能够在正确的时钟脉冲下传输。
2.2 信号延迟测试：测试SPI总线上信号的传输延迟是否满足规定的要求，确保数据能够按时到达目标设备。
2.3 串行传输测试：测试SPI总线上数据的串行传输是否正确，确保数据的顺序和内容没有发生错误。
2.4 错误检测和纠正测试：测试SPI总线上是否具备错误检测和纠正机制，确保数据在传输过程中能够被正确地检测和纠正。
3. 测试标准为了评估SPI总线的信号质量和信号完整性，我们可以参考以下测试标准：3.1 SPI总线信号幅度标准：参考设备厂商的规格书或相关标准，确定SPI总线信号的幅度范围。
3.2 SPI总线时序标准：参考设备厂商的规格书或相关标准，确定SPI总线时钟频率和数据传输速率的要求。
3.3 SPI总线噪声标准：参考相关标准或测试方法，确定SPI总线上允许的噪声水平。
信号完整性测试规范和工作流程
信号完整性测试规范和工作流程(Ver0.9x)一．主要目的：信号完整性测试的思想是信号源输出，经过传输线到达信号末端（负载），信号本身的相对变化情况。
主要目的是验证PCB设计是否保证了信号在传输过程中能否保证其完整性，以信号的相对测试为主旨，信号本身8的绝对测试为辅。
信号比较的内容主要是信号的本征特性参数。
同时也部分验证电路原理设计的合理性。
也检验产品的性能符合国家有关标准的要求，比如3C、EMC、ESD等。
从定性参数的角度保证PCB设计达到了电路设计的要求，同时也保证产品的可靠性、一致性。
信号完整性测试一般是在线测试，因此很多测试参数在不同的工作模式下会有较大的差别。
一般情况下需要测试静态工作模式，但一些参数需要测试满负荷工作模式。
另外测试点的选择，特别是接地点的位置会对测试结果有很大的影响。
二．基本要求：要求测试准确、可靠、完善。
并要求有完整的测试报告。
这里的要求是一般通用性的要求，针对具体的产品、产品的不同阶段，可以提出不同的参数要求和具体的测试内容。
由于测试是在PCB板上（或称“在线”）的测试，因此一些测试条件和测试参数的定义条件可能会出现不一致的情况，因此规定：测试的基本状态在没有任何说明的情况下，认为是静态工作模式或额定正常工作模式。
如果在测试方法中有规定或说明的，以测试说明的条件为准。
在类型和参数中列出了比较详细全面的参数，但在测试中可能没有要求，因此，具体产品如果需要测试请加以特别说明。
一般规定：主要参数是必须测试的项目参数。
+三．类型和参数：3.1电源部分：3.1.1电源类型分为LDO电源、DC/DC电源。
3.1.2主要参数有：幅度、纹波、噪声。
3.1.3状态分为：额定负载、空载、轻载、重载、超载。
3.1.4保护能力：输出电流保护、输出电压保护、输入电压保护、热保护。
3.1.5其它参数：输入电压适应性、静态电流、关机电流（漏电流）。
3.2时钟信号：3.2.1时钟源分类：晶体时钟（正弦波时钟）、晶振时钟（方波时钟、钟振时钟）。
【信号完整性测试方法】时域测试(波形、眼图、抖动、TDR、时序)要求 及 仪器设备
【信号完整性测试方法】时域测试（波形、眼图、抖动、TDR、时序）要求及仪器设备信号完整性测试方法简介信号完整性设计，在电路板设计过程中备受重视。
熟悉各类测试方法的特性，按照测试对象的特征和需求，选用合适些测试方法，对于选择方案，验证效果能够大大提高效率。
目前信号完整性的测试方法较多，从大的方向有频域测试、时域测试、其它测试。
（3类方法不是任何情况下都适合使用，信号完整性的测试方法，需要用到的仪器也很多。
）时域测试时域测试涵盖波形测试、眼图测试、抖动测试、TDR测试、时序测试。
01波形测试波形测试：是信号完整性测试最基础的方法，通常使用示波器进行测试。
测试波形的幅度、毛刺、边沿等。
通过测试波形的特征，分析幅度、边沿时间等指标是否满足要求。
波形测试需要遵循一定要求，才能保证测试误差尽量小。
⏹主机和探头一起配套的带宽要满足要求。
基板上测试系统的带宽应该在测试信号带宽的3倍以上。
在工程实践中，有的工程师随意找些探头就测试，不同厂家的探头匹配不同厂家的示波器，综合情况测试系统的误差就会很大。
⏹其次，需要注重细节。
如测试点一般选择在接收器件的附近，若条件限制无法测试，像BGA封装这类的器件，需要放在靠近Pin脚的PCB走线上或者Via上。
间隔接收器件PIn脚太远，信号发射，可能会促使测试结果和实际真实信号差异较大。
探头的接地线，也尽可能选择短的地线等。
⏹最后，应该考虑匹配。
主要关于使用同轴电缆测试的应用场景，同轴接到示波器上，负载常规是50Ω阻抗的直流耦合，对于有的电路，需要直流偏置，直接将测试系统接入会导致电路工作状态有影响，最终导致测试不到正常的波形。
02眼图测试眼图测试：针对有相关规范要求的接口（USB、SATA、HDMI、光接口）等。
通过具有MASK的示波器（含通用示波器、采样示波器、信号分析仪）。
这类示波器内部具有的时钟提取功能，能够显示眼图。
然而对于没有MASK的示波器，需要使用外接时钟实现触发。
优利德高速信号完整性之抖动分析和眼图 说明书
高速信号完整性测试之抖动分析和眼图JITTER ANAL YSIS&EYE DIAGRAM高速信号完整性测试的意义随着电子技术的飞速发展，数字信号的传输速率不断提升，码元周期（一个码元的持续时间或周期）越来越窄。
使得信号在传输过程中更容易受到各种干扰和损耗。
信号完整性测试能够帮助工程师准确评估信号质量，预测系统在实际运行中的性能，从而在设计阶段就避免潜在的问题。
通过信号完整性测试，可以优化电路设计、选择合适的元器件和布线方式，提高系统的抗干扰能力和稳定性。
高速串行总线介绍优势：1.并行总线时钟速率物理限制在1GHz至2GHz左右，因为单个时钟和数据线引入的偏斜会在更高的速率下导致误码。
串行总线有效的解决了这个问题;2.以差分信号进行传输，有很高的共模抑制比;3.使用嵌入式时钟，免除时钟与数据传输的延时误差;4.多条串行链路可以连贯地捆绑在一起，使之有更高的数据吞吐量，PCB布线也更加简洁;5.更长的传输距离，更快地传输速度。
如USB3.2单条lane传输速率可以达到10Gbps，更高的USB4.0可以达到20Gbps。
劣势：1.码元周期越来越窄，信号高于5Gbps时，信号质量会给模拟设计带来极大的挑战；码元：数字通信系统中的基本单位，一个码元可包括一位二进制数“1”、“0”，也可包括二位二进制数“00”、“01”、“10”、“11”，当然也可包括三位及以上二进制数。
这个码元的持续时间长度就是码元周期，码元周期越窄，信号速率越高，因为单位时间内传输更多的码元需要更短的码元周期。
2.需要使用高质量的PCB、连接器和线缆才能保证高速信号完美的传输；3.设计高速串行链路时需要考虑采用合适的技术来最大限度地减少信号失真；在如此快速的信号环境中，信号完整性测试就变得尤为重要。
特别是数据的抖动以及使用眼图进行信号质量的评估，是工程师最常用最直接的方法。
高速信号中的抖动抖动的概念：抖动指的是信号理想边沿和实际边沿之间的偏差。
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简介SPI（Serial Peripheral Interface）总线是一种用于在微控制器和外围设备之间进行通信的串行通信协议。
为了确保SPI总线的正常运行，信号品质与完整性检测技术与标准非常重要。
本文将介绍SPI总线信号品质与完整性检测技术与标准的相关内容。
SPI总线信号品质检测技术SPI总线信号品质检测技术主要用于验证信号是否满足SPI总线通信的要求，确保信号的准确传输和稳定性。
以下是一些常见的SPI总线信号品质检测技术：1. 时钟频率测量：通过测量时钟信号的频率来验证时钟的稳定性和准确性。
2. 信号电平测量：测量信号的高电平和低电平的电压值，确保它们在规定的范围内。
3. 信号占空比测量：测量时钟信号的高电平和低电平的时间比例，确保占空比满足要求。
4. 信号噪声测量：通过测量信号中的噪声水平来评估信号的质量。
SPI总线信号完整性检测技术SPI总线信号完整性检测技术主要用于检测信号在传输过程中是否受到电磁干扰或其他干扰因素的影响，确保信号的完整性。
以下是一些常见的SPI总线信号完整性检测技术：1. 串扰分析：通过分析信号之间的干扰情况，确定是否存在串扰问题。
2. 眼图分析：通过观察信号的眼图，评估信号的传输质量。
3. 信号衰减测试：测试信号在传输过程中的衰减情况，确保信号的强度满足要求。
4. 时钟抖动分析：分析时钟信号的抖动情况，评估时钟的稳定性。
SPI总线信号检测技术与标准为了确保SPI总线信号的品质与完整性，相关的技术标准非常重要。
以下是一些常见的SPI总线信号检测技术与标准：1. SPI接口电气特性：SPI接口的电气特性标准包括信号电平、时钟频率、占空比等方面的要求。
2. 电磁兼容性（EMC）标准：SPI总线信号往往会受到电磁干扰的影响，相关的EMC标准可以帮助确保信号的兼容性和抗干扰能力。
3. 信号完整性标准：信号完整性标准包括眼图、抖动、串扰等方面的要求，以确保信号在传输过程中的完整性。
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。
信号完整性测试
利用示波器提供的多种测试与分析手段
第 一 组
第 二 组
利用示波器提供的多种测试与分析手段
记录很长的波形图，可以捕捉到完整
的信号桢或一段时间内的连续信号 比如可以捕获整个以太网桢，解析其 中的问题：
利用示波器提供的多种测试与分析手段
长记录：
利用示波器提供的多种测试与分析手段
多通道 举例1：可以测试总线的建立保持时间 举例2：定位差分线上的干扰
利用示波器提供的多种测试与分析手段
利用示波器提供的多种测试与分析手段
等 效 采 样
利用示波器提供的多种测试与分析手段
信号质量测试所能发现的问题
问题种类： 周期、频率、高电平宽度、低电平宽度、 上升时间、下降时间、延迟 高电平占空比、低电平占空比、正毛刺、 负毛刺、回冲、高电平、低电平 最大电压、最小电压、峰峰值、平均振幅、 正过冲、负过冲、振铃
测试项的选择
遍历： 不要遗漏信号 可以根据芯片管脚遍历测试 可以根据单板信号流向进行遍 历 不要想当然，要用事实和数据 说话
测试点的选择
功能模块/芯片的入口（在布线时如果有可能要流出测 试点或测试过孔） 比如BGA封装的芯片管脚 注意区分双向信号的方向 8040：看，这个DTACK信号，一会儿很好，一会儿很 差，怎么回事？ 原因：注意信号的方向 相关规范上要求的参考点 比如以太网的信号测试大多要求在接口输出端
准备工作
制作测试点位置图 对照PCB图在放大的纸 件上标出各测试点的位 置，尤其对于测试点较 多的单板很必要，可以 提高测试效率 搭建测试环境 验证测试软件
测试中的注意事项
选择合适的仪器 选择合适的探头
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。
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测试的手段有很多，主要的一些手段有波形测试、眼图测试、抖动测试等,目前应用比较广泛的信号完整性测试手段应该是波形测试,即使用示波器测试波形幅度、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。
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，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。
2. 波形测试首先是要求主机和探头一起组成的带宽要足够。
基本上测试系统的带宽是测试信号带宽的3倍以上就可以了。
实际使用中，有一些工程师随便找一些探头就去测试，甚至是A公司的探头插到B公司的示波器去，这种测试很难得到准确的结果。
波形测试是信号完整性测试中最常用的手段，一般是使用示波器进行，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。
由于示波器是极为通用的仪器，几乎所有的硬件工程师都会使用，但并不表示大家都使用得好。
波形测试也要遵循一些要求，才能够得到准确的信号。
其次要注重细节。
比如测试点通常选择放在接收器件的管脚，如果条件限制放不到上面去的，比如BGA封装的器件，可以放到最靠近管脚的PCB走线上或者过孔上面。
距离接收器件管脚过远，因为信号反射，可能会导致测试结果和实际信号差异比较大;探头的地线尽量选择短地线等。
最后，需要注意一下匹配。
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。
信号完整性测试介绍
信号完整性测试介绍目录CONTENTS 1•信号完整性SI2•信号完整性测试内容3•信号完整性测试条件•信号完整性测试标准45•信号完整性问题总结一、信号完整性SI信号完整性SI（Signal Integrity)：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后，如何影响到产品性能的问题。
如果电路系统中信号能够以要求的时序，持续时间和电压幅度到达IC，则该电路系统具有较好的信号完整性。
反之，当传输的信号不能被IC正常响应时，就出现了信号完整性问题。
SI解决的是信号传输过程中的质量问题，尤其是在高速领域，数字信号的传输不能只考虑逻辑上的实现，物理实现中数字器件开关行为的模拟效果往往成为设计成败的关键。
理想数字信号波形实际数字信号波形（模拟量）SI 解决的问题 反射串扰过冲振铃地弹 时序 EMC在数字电路系统中，信号以逻辑“0”或“1”的方式从一个器件传输到另外一个器件，信号到底是“0”还是“1”，一般来说它们都是有一个参考电平。
在接收端的输入门里面，如果信号的电压超过高电平参考电压Vih，则该信号被识别为高逻辑；如果信号的电压低于低电平的参考电压Vil，则该信号就被识别为低逻辑。
如下图所示为一个理想信号经传输线后的接收端实际接收的信号理想数字信号接收端实际数字信号问题图形原因分析备注电平没有到达逻辑电平负载过重传输线过长电平不匹配驱动速度慢上冲/下冲高速、大电流驱动阻抗未匹配电感量过大其它相邻信号串扰典型的信号完整性问题及其产生的原因分析问题图形原因分析备注振铃（不单调）电感量过大阻抗不匹配延时错误负载过重传输线过长驱动速度慢二、信号完整性测试内容1 信号（SI）测试内容2 电源（SI）测试内容三、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>.熟悉逻辑电平及信号时序的基本知识，熟练掌握示波器及万用表的使用方法；<2>对单板/系统电路原理有深刻的认识，对信号分类及信号的流向有清楚认识，了解单板/系统上器件的工作原理、工作速度及工作电平；<3>.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；<4>.在用手持握被测电路板时必须戴防静电手套；<5>.测试人员在不同仪器时必须要按照仪器的具体要求来操作。
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8
2013-2-25
波形测试
幅度、上升时间、下降时间、频率、周期、单调性、噪声、上冲下冲、 振铃等等 毛刺、矮波、宽度等 抖动测试、眼图测试
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2013-2-25
波形测试——模板测试
10
2013-2-25
时序测试
时序测试的内容：
–建立时间、保持时间测试 –走线长度测试 –抖动测试
差分信号传输过程会受到探头负载影响
41
2013-2-25
探头的选择——等效负载举例
42
2013-2-25
探头输入阻抗对信号传输的影响
Input Impedance
100M 10M 1M 100k 10k 10X Passive 10 pF/10 M 10X Passive probe loading goes to 159 at 100 MHz
– – – ANSOFT HSPICE CADENCE
建立在模型的基础上
– 器件厂家提供的IBIS模型/SPICE模 型/S参数等 – 自己建模得到的链路模型如过孔/传 输线模型等
优点 节约硬件成本：可以在设计前进行仿 真分析 降低设计风险 灵活：不同走线长度，不同速率，不 同环境情况下的分析
Tx + Interconnect
Interconnect (by itself)
Rcv
3
Tx
+ + - path
+ + -
Test point
4
Test point
+ path
+ -
Test point
Tx
+ + - path path
+ +
-
Test point
Rcv
Test point
+
path path
时序不满足带来的问题
–建立时间和保持时间违规会带来数据读取上的问题比如误码等 –毛刺
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2013-2-25
建立/保持时间
数据 时钟
D CK
Q
输出
数据
输出
时钟
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2013-2-25
违反建立时间
数据 时钟 D CK Q 输出
数据 输出
?
时钟
建立
保持
13
2013-2-25
PI问题：引起的原因
电源分配系统设计主要包括电压调整模块、去耦电容和电源/地平面三 方面的设计。设计不当产生的后果是同步切换噪声（SSN），也被称为 同步切换输出（SSO）或电源/地弹噪声，主要是由封装和插座电感而引 起的。
PCB设计阶段 （cadsi）
调试、问题解决阶 段（debug）
SI测试 SI仿真
SI仿真
SI仿真
SI测试 SI仿真
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2013-2-25
阻抗测试
阻抗不连续带来的问题
–反射问题 –波形质量问题 –时序问题
阻抗测试的目的
–验证PCB走线阻抗控制 –验证CABLE阻抗控制 –查找阻抗不连续点（阻抗突变、断路、短路）
串扰引起的现象和根源
25
2013-2-25
波形的测试－－单调性测试
26
2013-2-25
波形的测试－－地弹
27
2013-2-25
波形的测试——反射
28
2013-2-25
眼图测试——噪声
29
2013-2-25
眼图测试——抖动
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2013-2-25
茶歇和Q/A
31
2013-2-25
高精度信号完整性基础
缺点 受到模型准确度的限制，特别是链路 模型的精度 不能真实反应信号真实运行环境
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2013-2-25
链路建模的两种方法：仿真和测试
目前常用的高速测试仪器
– 信号波形质量：实时示波器DPO70K/ 采样示波器DSA8200 – 信号时序关系：逻辑分析仪 TLA5K/TLA7K – 频域测试：采样示波器DSA8200/实 时频谱仪
17
2013-2-25
当前高速芯片接收端都使用了均衡
在发送端是一个 “OPEN”的眼睛 在接收端是一个“CLOSE” 的眼睛
怎么去测试这个眼图？
Tx
+
+
path
+
+
+
+
path
+
+
Rcv
EQUALIZER
-
-
-
path
-
-
-
-
我不想在这点去测试信号，因 为我想知道通道对信号的影响
但是如果我在这点进行测试„
高速信号完整性测试和验证技术
1
2013-2-25
内容
信号完整性测试内容 高速电路中的常见问题和测试技巧
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
2
2013-2-25
内容
信号完整性测试内容
–测试对于信号完整性设计的重要性 –阻抗的测试 –波形的测试 –时序的测试 –电源完整性的测试 –S参数或SPICE模型的建模工作 –均衡和预加重 –误码率的测试 –案例分析
信号完整性测试内容
–测试的目的——发现问题、解决问题 –问题是否是硬件设计问题 –问题是否是器件原因——驱动能力、模型？ –问题是否是布局布线问题？拓扑、端接、阻抗、走线长度、串扰？
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2013-2-25
了解您的信号特性
被测信号类型
–串行/并行总线？ –差分还是单端 –上升时间（速度） –频率 –时钟选择
1k
100 10 1
Active 1.0 pF/1 M
Zo 0.15 pF/500
1X Passive 100 pF/1 M
100
1k
10k
100k
1M
10M
100M
1G
10G
Frequency
43 2013-2-25
典型的高速探头
44
2013-2-25
基于示波器的信号完整性测试
观察信号的有无，大致是否和期望相符 定量分析信号的特性，测量幅度、频率、上升时间、下降时间、脉冲宽度、脉 冲个数、过冲等„„ 观测电路是否有偶发故障，并分析其重复性，研究其成因 信号完整性测试，是否有噪声、过冲、振铃、非单调、抖动等特性 射频信号频谱、调制分析 捕获信号，研究其和一些标准（自定义的或者标准化组织制订的）的对应情况， 得到规范的测试报告
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
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2013-2-25
探头如何影响测量测量系统
V CC
没有探头及仪表
Gain = - RC RE
CC
RC
探头及仪表
VIN
f0 =
1 2 RCCC
有探头及仪表
RP RE CP
Gain =
- (RC||RP) RE 1 2 (RC||RP)(CC+CP)
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？
6
2013-2-25
信号完整性在硬件不同阶段的工作
需求分析、方案选 择（define）
原理图设计阶段 （sch design）
f0 =
DUT
NOTE: VCC 为交流对地
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2013-2-25
你的电路是这辆车，货物是探头负载
太重的探头负载会让信号不能正常工作！
40
2013-2-25
探头的选择——等效负载举例
一个CMOS逻辑器件驱动了七个门，连接了一个10X衰减探头后有什么后 果？ CMOS电路，24pf/Load，3fp/Gate
一致性验证工具
– 采集数据 – 按照标准分析；得出与标 准的符合情况 – 构建基于示波器的专用测 试系统
数据采集器
– 采集数据后分析处理 – 宽带射频接收机
46
2013-2-25
示波器的关键指标
带宽和上升时间
–探头带宽选择
想看看不到
– 有没有故障？ – 有故障，是何种故障，在哪里？ – 故障的重复性怎样？
定量分析信号的特性，测量幅度、 频率、上升时间、下降时间、脉冲 宽度、脉冲个数、过冲等„„ 观测电路是否有偶发故障，并分析 其重复性，研究其成因 信号完整性测试，是否有噪声、过 冲、振铃、非单调、抖动等特性 射频信号频谱、调制分析 捕获信号，研究其和一些标准（自 定义的或者标准化组织制订的）的 对应情况，得到规范的测试报告 使用示波器采集和存储信号，并用 其它自定义方法分析 电流－电压和瞬态功率测量 测试系统的组成部分
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
2013-2-25
客户调查：您需要哪一项测试？
System test
(functional check; debug)
Tx output2Tx Nhomakorabea1
Test points + -
34
2013-2-25
信号完整性测试的工具
35
2013-2-25
信号完整性的基本分析方法
36
2013-2-25
高速信号完整性测试的准备
需要了解的背景知识
–信号完整性的概念和内容 –常见的信号完整性问题的现象、原因 –常见的信号完整性问题解决方法 –对软件仿真、硬件设计、PCB设计测试的了解