RapidIO技术测试思路分析

几十纳秒以上。那时的数字化产品设计工程师进行的就是“数字设计”DD只要掌握布尔代数等数字方面的诸多知识，保证逻辑正确，就能设计出其所期望的性能的产品。而现在的数字技术已经发展到几千兆，甚至几十千兆的传输速率，信号的上升时间大多在一纳秒以内，诸如串扰，阻抗匹配，EMI(电磁兼容)，抖动等射频微波领域才会遇到的问题，如今变成了高速数字设计必须解决的关键性问题。这就要求我们的工程师不但要具备数字方面的设计知识，同时也要具备射频微波方面的设计知识;不但要掌握时域及逻辑域的测量技术，还要掌握频域的测量技术。

高速数字设计与测试在欧美，日本等技术先进国家近些年来已成为一个非常热门的行业，它是实现高性能数字化产品的基础，就如同一个城市的道路建设，只有路修得好，车才能跑得既稳又快。因此，国内外很多大公司都相继成立了高速数字设计与测试(信号完整性分析)的研发力量。

图2：典型的高速互连系统

图2是一个典型的高速互连系统，包括：发送器，传输通道和接收器。针对这种高速互

连系统(如RapidIO互连系统)的信号完整性测试分析，我们需要考虑三个方面：

1、 信号波形参数测试分析：一般用示波器测试分析发送端的信号或接收端的信号，通

过眼图/模板、抖动等参数的测试分析决定是否满足规范或设计要求。

2、 互连测试分析：这是从引发波形失真的源头去测试，测试通道的差分阻抗，衰减等

参数，分析是否会引发信号完整性问题。

3、 接收性能测试：只是信号波形好不能保证整个系统误码率一定很低，系统一定稳定

和可靠，因为接收性能的好坏也是决定系统性能和稳定性的一个关键方面。

首先我们需要考虑的是信号波形参数测试分析部分。信号波形参数测试分析一方面检测被测系统是否满足规范或设计的要求，另一方面是帮助我们找到问题的根源。图3是安捷伦信号波形参数分析解决方案。DSA90000A数字信号分析仪带宽从2.5GHz到13GHz可选和带宽可升级，采样速率每通道高达40GSa/s，存储深度最深每通道达1GB。DSO9000A带宽从1GHz到4GHz可选和带宽可升级，采用速率最高达20GSa/s，存储深度最深达1GB(两通道使用下每通道指标)，卓越的性能满足RapidIO测试的要求。

注：测试3.125Gbps的RapidIO需要8GHz带宽，测试2.5Gbps的RapidIO需要6GHz

带宽，测试1.25GHz的RapidIO需要4GHz的带宽。

图3：安捷伦信号波形参数分析解决方案DSA90000A和DSO9000A

针对串行RapidIO，信号波形参数测试内容如下(以3.125G为例)：

表1：串行RapidIO信号品质测试规范(以3.125Gbps为例)

图4：串行RapidIO模板定义

图5：串行RapidIO测试结果示例(使用安捷伦基于示波器的自动测试软件)

RapidIO互连通道测试

物理层结构正日益成为高速数字系统性能的瓶颈。在较低的信号速率时，这些互连的电

长度很短，驱动器和接收机一般是导致信号完整性问题的最主要因素。但随着时钟速率、总

线速率及链路速率突破每秒千兆大关，物理层特性测试正变得日益关键。

时域分析一般用来描述这些物理层结构的特征，但通常情况下，设计人员在测试时往往

只考虑器件工作在其被期望的工作模式上时的情况。为了获得一个完整的时域信息，必须要

测试反射和传输(TDR和TDT)中的阶跃和脉冲相应。

为了全面描述物理层结构的特征，还必须进行频域分析。S参数模型说明了这些数字电

路结构所展示出来的模拟特点包括：不连续点反射、频率相关损耗、串扰和EMI等性能。

为使设备性能符合标准，眼图增加了重要的统计分析功能。为利用全面特性检定技术改

善仿真能力，可以采用基于测试结果的S参数或RLCG模型提取技术。

随着在多种工作模式下进行数字和模拟综合分析(时域和频域)变得越来越重要，要完

成这些测试功能，通常需要使用多种测试仪表，同时操作多种仪表正变得越来越困难。物理

层测试系统PLTS是为了解决这种困难而设计的。它使用已获专利的变换算法，自动地在频

域和时域里表示在所有可能的工作模式(单端、差分、共模和模式转换)下所得到的前向和

后向、传输和反射的测试数据。强大的虚拟码型发生器功能可以把用户定义的二进制序列应

用到被测的数据上，形成仿真的眼图。同时，可以提取高精度的RLCG模型，用来提高建

模的仿真的精度。图6是RapidIO互连通道测试要求：

图6：串行RapidIO互连通道损耗规范(以3.125Gbps为例)

图7：串行RapidIO互连通道测试结果(使用Agilent物理层测试系统)

安捷伦物理层测试方案功能
　1、 高速互连的时域分析：可以得出16个单端时域参数;可以得出16个混合模式(或差

分模式)时域参数。

2、 高速互连的频域分析：可以得出