AWG在高速串行信号接收性能测试中的应用（二）

1, SATAG1/G2/G3的一致性测试：

目前SATA Workgroup已经发布了发送端,线缆以及接收端的一致性测试规范和实现方法。SATA Gen I ,Gen II GIII的接收端抖动容限一致性测试，要求DUT遵守采用特定帧信息结构(FIS－Frame Information Structure)的内置自检(BIST－Built-In Self Test)指令，在收到特定序列的BIST-L(环回)帧时，串行收发机(包括发射机、接收机和SERDES)单元被设计成进入专用环回模式。在设备处于这种模式时，由测试仪器（信号源）发送含抖动的信号给DUT的接收端，然后DUT的发送端就会对已经收到的信号作出正确的响应，最后由错误帧检测器(Frame error detector)去检测DUT的发送端响应输出的数据是否正确。或者可以逐步调大信号源注入的抖动幅度，直到Frame error detector检测到错误帧出现，此时获得的抖动幅度就是接收端的抖动容限值。这种方法必不可少，因为整个收发机通常是在芯片上实现的，因此不能接入内部信号路径进行探测。传统上，BIST-L指令一直是外部PC提供的，外部PC上运行专门的应用软件来强迫DUT进入回环模式。遗憾的是，一旦断开BIST信号源以后，大多数收发机就会自动退出回环模式，返回正常操作，因此无法再继续进行测试!应对这一挑战的常用解决方案是通过功率合成器向DUT输送BIST-L命令。功率合成器的另一个输出连接到提供测试数据流的信号发生器上，如图11所示。通过在测试电路中使用电源组合器，数据发生器可以在环回模式激活时，开始把测试数据发送到DUT，而不要求断开连接。功率合成器是一种可行的解决方案，但有它的缺点。很明显，它提高了复杂度，增加了连接错误、电气接触不良及出现其它机械问题的机会。它还需要校准所有输入源，保证正确引入抖动成分。最重要的是，功率合成器会使数据信号电压衰减高达50%。通过提高数据发生器的输出幅度，通常可以解决这个问题，但它会限制仪器的性能；此外，提高幅度会不可避免地引入噪声和失真。

图11数字信号源实现SATA接收端抖动容限测试的方法

但如果采用AWG直接合成方法的话，仪器可以代替PC发送BIST-FIS指令。换句话说，AWG的输出是一条连续的数据流，其中先是BIST-FIS命令，然后是抖动的数据，在两者之间不会有中断。它不需要功率合成器或运行BIST-FIS软件的PC。图12是仅由两台仪器组成的基于AWG的抖动容限测试系统：一台仪器生成输入信号，一台仪器读取输出。AWG的存储器不区分BIST-FIS数据、带外信号、时钟信号或实际数据流及其异常事件。

图12直接数字合成信号源实现SATA抖动容限测试方法

2.Displayport一致性测试

在display port Compliance Test Specification Version1的接收端抖动容限测试中，要求信号源提供包含不同的抖动频率，抖动幅度以及抖动成分的信号，输入到Sink的接收端，然后看Sink的误码率来考验接收端的PLL性能，如下表1，这对于传统的数字信号源是一个挑战，请看图的传统数字信号源的解决方案，为了合成复杂的抖动成分，需要额外的增加一个噪声信号发生器和矢量信号发生器，而且两者还需要用Power Divider合成起来去给数字信号源去注入抖动。而图14的使用直接合成信号源实现方法的独特优势在于它只需按一个键，就可以输出合成的信号，这些信号包含正弦、ISI、Rj、Pj抖动、预加重、平衡、跳变时间和幅度控制,连接简便而且测试的一致性和可重复性均很高。

表1 DisplayPort Sink抖动容限测试规范中要求输入信号的抖动特性

图13数字信号源实现DisplayPort接收端抖动容限测试的方法

图14直接数字合成信号源实现DisplayPort抖动容限测试的方法

3.HDMI的一致性测试.

在HDMI的CTS1.4的规范中，要求在Sink的抖动容限测试中除了加入两种频率的抖动外，还需要加入TTC(transition time converter)以及Cable emulator以保证信号的上升时间以及抖动成分符合规范要求。数字信号源使用图15的方式来实现。

对于TTC,要求不同的测试频率加入不同的TTC.
分别为：74.25MHz/450ps;148.5MHz/220ps;165MHz/200ps;222.75MHz/150ps;340MHz/60ps
对于Cable emulator,同样要求在不同的测试频率使用5种不同特性的cable emulator.如下表2.

Typical(MHz)	1st Cable Emulator	2nd Cable Emulator
27	Type1 Cat1+Cat2	Type2 27MHz
74.25	Type1 Cat1	Type2 75MHz
148.5	Type1 Cat2	Type3
222.75	Type1 Cat2	Type3
340	Type1 Cat2	Type3

对于Automotive的Type E的接口，又新增加了两种类型的Cable Emulator而且目前只能支持74.25MHz,未来的148.5和更高分辩率还需要增加更多的Cable Emulator.

	Automotive Cable Emulator
27	Type 1Automotive1+Automotive2