串行数据物理层一致性测试系列之一-- 一致性测试的共性问

高，我们将另文介绍。

第一步：发包。发出测试码型最重要。

第二步：捕获信号。 设置采样率，单次捕获一组数据。 对于PCI Express Gen2，要求捕获100万个UI的数据量。

第三步： 保存波形。 将波形保存到硬盘中，保存的数据格式为二进制。

第四步：打开Sigtest软件。

第五步：装载波形数据。

第六步： 验证数据文件。

第七步： 设置数据模板。

第八步： 开始测试。

第九步: 产生测试报告。

第十步：关闭Sigtest。

示波器的带宽问题:

带 宽是个老生常谈的话题了，我曾有一文专门谈带宽的:http://www.cntronics.com/public/art/artinfo/id /80003238?source=mueller。在串行数据的一致性测试中首先要考虑的是选择合适带宽的示波器作为测试的硬件平台。每种串行数据组织 都会规定示波器的带宽。 通常我们都应遵循这些组织的规定，如图三所示。如果预算不够，可以选择带宽低一点的，特别是测试经过一段PCB走线或电缆之后的信号时因为信号上升时间变 缓，通常按比特率1.8倍带宽的关系是足够的。但如果希望测试精度更高，对带宽要求就更高。

图二可以很好地理解带宽问题。 能量谱密度曲线图（PSD）表示的是从三角波（蓝色）到方波（红色）的一组周期性波形。每个曲线对应的是相对于UI一定百分比的上升时间。三角波（蓝色） 的上升时间为100% UI，而方波（红色）的上升时间则为0% UI。一般来说，工业上应用的串行数据上升时间在30% UI左右。频率轴是根据信号(对NRZ信号而言)比特率归一化的频率,起始位置的频率是1/2倍比特率。随着上升时间增大到占UI的比较大的百分比，高次 谐波的PSD就会下降。随着上升时间下降到占UI的百分比变小，高次谐波的PSD会增加。在测量一定比特率信号时，通常要求覆盖5次谐波, 图中标识了5次谐波，在这一点PSD的变化范围在-15 dB到-33 dB之间。对于上升时间为本30% UI的信号，在2.5倍波特率的时候，仍然有明显的高次谐波成份。图示中对于10.3125Gbps信号，如果是用力科25GHz带宽的串行数据分析仪 SDA825Zi，则不能全部看到5次谐波周围的频谱成分，但如果用30GHz带宽则可以。

图二 能量谱密度曲线图（PSD）

图三 各种串行数据的推荐带宽和示波器

测试项目

每 种串行数据要求的测试项目种类不一，但大同小异，一般都要测试眼图，抖动，信号比特率，幅值，上升时间，下降时间等。各组织都详细规定了测试项目，仪器厂 家根据这些规定用软件包来实现。 比较关键的测试项目如眼图、抖动等用力科的SDA 系列标配的SDA II软件包就可以完成，不需要再另外购买软件包。我们需要研究每个测试项目的含义，理解这些测试项目对产品性能的影响。

如何将信号引到示波器

除USB2.0的某些测试项目以外，其它的一致性测试方案都使用夹具和SMA线的方式将信号从DUT引到示波器中。对于有些串行数据，在测试不同项目时需要改变夹具的连接方式。力科的QualiPHY软件包会弹出图四示的连接示意图，非常方便。

图四 软件包自动弹出彩色的连接示意图

发包问题

一致性测试的难点问题是 发包问题。 我每次在演示之前，都要先在办公室试一下演示的DUT能不能正常发包。一旦能发包，我们就感到万事了。而当我们测试客户的DUT时，我们常对客户说，“请 给我信号”。 很多客户常不知道怎么发包，而且认为这应是我们仪器厂家的事情。也有很多客户不理解为什么一定要发这样规定的波形，觉得这些规定的测试波形太有规律了，他 们认为应是跑业务数据流来测试更合理。这往往反而令我觉得难以解释。我说，“ ‘一致性’测试就是强制性测试，您一定要发出规定的波形去测试。如果每个人都按各自的业务数据来测试，就无法找到“一致性”标准了。测试工作状态的数据流 当然可以做眼图、抖动，但那是调试波形，不是一致性测试。” 有些行业的串行数据找不到“组织”，于是他们测试时就不管三七二十一,直接测试电路工作状态的数据眼图、抖动。这些行业一直没诞生一统天下的“大佬” ，我看那些工程师啊，整天在折腾呵！

而我们仪器厂商的很多SEs，AEs都认为发包应是工程师自己的事情。有些客户会因为我们没 有发包成功而认为我们不专业，所以，我们AE需要掌握发包方法以表现我们的专业性。大佬什么都好，但就是把有些串行数据的发包弄得玄乎得不得了，甚至有些 发包程序还很不好弄到手。

测试报告

一致性测试最终需要产生一个报告以。 PCI Express，SATA，FBDIMM等是基于sigtest测试的，sigtest会自动产生测试报告，如图 所示。 QualiPHY软件会自动产