基于誤碼率的眼圖測試
ISOBER的原理
在力科示波器中,測量到一定數(shù)量比特疊加的眼圖后,以眼的中心為原點,以若干條對角線對眼圖進行切割,如圖3所示的紅色直線是對眼圖進行切割,計算出眼圖在每條切割線上的直方圖,如圖3中紅色拋物線所示。使用MJSQ文檔的Dual-Dirac模型對直方圖的尾部進行擬合與外插值,推算出更多統(tǒng)計樣本時的直方圖分布,即低誤碼率時的直方圖的極值。把每條切割線上的直方圖在同一誤碼率的極值的座標用直線連接,得到圖3下部分所示為各個誤碼率的眼圖輪廓。為了保證直方圖外插值的精度,通常需要累積上百萬個比特的眼圖后再進行ISOBER scan。(關于Dual-Dirac模型的詳細介紹,參考MJSQ文檔)
ISOBER的應用
ISOBER可以快速測量出低誤碼率時的眼圖輪廓,對于高速串行信號的分析與驗證非常實用。如下圖4所示是用力科示波器測量兩個3.125Gbps信號的ISOBER圖。可見,在同樣測量了140萬個比特的眼圖后,兩者的眼圖非常接近,眼高與眼寬也比較接近。但是,使用ISOBER掃描后,BER=10 的眼圖輪廓相差較大。在BER=10 時,左半部分的眼圖輪廓遠小于右半部分的眼圖輪廓,說明右半部分的高速串行信號的整體性能優(yōu)于左半部分的。
如果我們同時對兩路串行信號進行抖動分析,抖動分解結果如表1所示。可以發(fā)現(xiàn)前者的隨機抖動Rj較大(高達10.11ps),后者的周期性抖動較大(36.37ps)。由于BER=10 的總體抖動Tj(1e-12) = Dj + 14.07 * Rj ,隨機抖動Rj對于總體抖動Tj的影響很大。盡管后者的Pj大于前者,但是前者的Rj大于后者,最終前者的Tj(1e-12)大于后者,所以不難理解為何前者的BER=10 的眼圖輪廓小于后者了。
在串行數(shù)據(jù)鏈路中,隨機抖動通常來自于高速收發(fā)器的時鐘,參考時鐘經(jīng)過鎖相環(huán)倍頻后為高速收發(fā)器提供時鐘,如果PLL的輸入時鐘的隨機抖動較大時,經(jīng)過PLL倍頻后成比例增大(抖動放大倍數(shù)是PLL的倍數(shù)的平方)。對于左半部分的串行數(shù)據(jù)鏈路,需要測量和分析參考時鐘和PLL。而周期性抖動通常來自于開關電源噪聲和串擾,對于右半部分的串行數(shù)據(jù)鏈路,需要測量和分析高速收發(fā)器的電源噪聲、PLL的電源噪聲與抖動。
結語:在力科開發(fā)ISOBER之前,業(yè)界只能使用BERT或者采樣示波器來測量基于誤碼率的眼圖,而BERT和采樣示波器的普及率較低。實時示波器作為電子工程師最頻繁使用的通用儀器,力科的串行數(shù)據(jù)分析選件的ISOBER功能可以快速的測量低誤碼率下的眼圖輪廓,為高速串行數(shù)據(jù)的分析和驗證提供了更好的方法。
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