利用眼图模板评估串行器和解串器(SerDes)的性能
时间：04-22
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*注：5m电缆在2.5m处有一个连接器，10m电缆在2.5m、5m、8m处共放置了三个连接器。Test Board No. 0m Cable 5m* Cable
PT148210m* Cable
PT1482+25°C +25°C +25°C 1 0.597 0.551 0.525 2 0.604 0.578 0.545 3 0.604 0.551 0.525 +95°C +95°C +95°C 1 0.657 0.630 0.597 2 0.644 0.644 0.591 3 0.637 0.624 0.597 +105°C +105°C +105°C 1 0.663 0.630 0.670 2 0.604 0.611 0.683 3 0.597 0.591 0.637
图4给出了两种测试条件下的眼图。
图4. 200mVP-P眼图，最大抖动容限
注意大多示波器差分探头不能承受过高的箱体温度，所以本实验在室温下对测量系统注入相同的信号摆幅和抖动来测量眼图。通过实验观察，室温下的眼图和高温下的很类似：解串器的输入阻抗很高，输入端使用精密的外部电阻端接，构成100Ω的差分负载，以降低温度的影响。从眼图模板获得链路可靠性裕量
链路可靠性裕量可以直接由眼图模板导出。图5测量解串器输入端的眼图的条件和表1使用的条件相同，即电缆长度和温度条件相同。
图5. 眼图测量装置
为保护探头不被高温损坏，把MAX9250解串器放在温箱外。表2给出了不同差分电缆长度和温度下的二维眼图。
表2. 测量链路眼图Test Board No. 0m Cable 5m Cable
PT148210m Cable
PT1482Eye Open (Hor., UI) Eye Open (Ver., mVP-P) Eye Open (Hor., UI) Eye Open (Ver., mVP-P) Eye Open (Hor., UI) Eye Open (Ver., mVP-P) +25°C +25°C +25°C +25°C +25°C +25°C 1 0.894 480 0.815 374 0.670 226 2 0.881 464 0.815 372 0.716 236 3 0.894 504 0.809 368 0.696 228 +95°C +95°C +95°C +95°C +95°C +95°C 1 0.815 380 0.710 220 2 0.802 388 0.723 210 3 0.842 404 0.729 248 +105°C +105°C +105°C +105°C +105°C +105°C 1 0.795 376 0.696 204 2 0.782 380 0.716 206 3 0.822 400 0.716 230
通过对比表2和表1对应的眼图模板，可以得到各链路的可靠性裕量。如表3所示，垂直方向裕量用dB表示，水平方向用UI表示。
表3. 不同电缆长度和温度下的眼图裕量Test Board No. 0m Cable 5m Cable
PT148210m Cable
PT1482Eye Margin (Hor., UI) Eye Margin (Ver., dB) Eye Margin (Hor., UI) Eye Margin (Ver., dB) Eye Margin (Hor., UI) Eye Margin (Ver., dB) +25°C +25°C +25°C +25°C +25°C +25°C 1 0.297 7.6 0.264 5.4 0.145 1.1 2 0.277 7.3 0.238 5.4 0.172 1.4 3 0.290 8.0 0.257 5.3 0.172 1.1 +95°C +95°C +95°C +95°C +95°C +95°C 1 0.185 5.6 0.112 0.8 2 0.158 5.8 0.132 0.4 3 0.218 6.1 0.132 1.9 +105°C +105°C +105°C +105°C +105°C +105°C 1 0.165 5.5 0.026 0.2 2 0.172 5.6 0.033 0.3 3 0.231 6.0 0.079 1.2
在眼图中嵌入眼图模板可以进行直观对比，如图6所示。
图6. 嵌入测试眼图的眼图模板
从表3可以得到如下结论：- 眼图模板受很多因素影响：如电缆类型、电缆长度、连接器类型、温度、数据速率以及芯片之间的差异。
- 电缆长度为5m时，MAX9217/MAX9250 SerDes芯片组在660Mbps数据速率下可以在垂直和水平方向提供足够的可靠性裕量。
- 电缆长度为10m时，MAX9217/MAX9250 SerDes芯片组在两个方向上的可靠性裕量不大。
- 在测试1中，眼图模板垂直方向的高度估算较为保守(参考表1)。如果室温下信号的摆幅门限为100mVP-P，则可以得到更低开度的眼图模板和较大的垂直方向裕量。
结论
本文通过实验的方法产生SerDes芯片组的眼图模板。由于信号摆幅达到一定门限幅度时对链路性能影响不大，这一方法消除了信号摆幅对抖动容限的影响。测试系统采用该门限作为眼图模板的垂直开度，采用最大抖动容限作为模板的水平尺寸，所得到的眼图模板可以用于评估链路的可靠性裕量。
- 眼图模板受很多因素影响：如电缆类型、电缆长度、连接器类型、温度、数据速率以及芯片之间的差异。
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