誤碼率分析儀
主要特點和優(yōu)點

• 高達(dá)28.6 Gb/s 的碼型發(fā)生、誤碼分析和BER 測試能力
• 經(jīng)校準(zhǔn)的集成經(jīng)校準(zhǔn)的集成壓力生成技術(shù)，滿足多種標(biāo)準(zhǔn)壓力接收機(jī)靈敏度和時鐘恢復(fù)抖動容限測試要求
• • *高100MHz 的正弦抖動(SJ)頻率
  • 隨機(jī)抖動(RJ)
  • 有界不相關(guān)抖動(BUJ)
  • 正弦干擾(SI)
  • 擴(kuò)展頻譜時鐘
  • PCIe 2.0和3.0接收機(jī)測試
  • IEEE 802.3ba和32G光纖通道測試
• 加壓力的電眼圖測試包括：
• • PCI Express
  • 10/40/100Gb 以太網(wǎng)
  • SFP+/SFI
  • XFP/XFI
  • OIF/CEI
  • 光纖通道(FC8, FC16, FC32)
  • SATA
  • USB 3.0*
  • InfiniBand (SDR, QDR, FDR, EDR)
• 抖動裕量(Margin)測試、抖動容限一致性模板測試
• 快速輸入上升時間/高輸入帶寬錯誤檢測器，準(zhǔn)確分析信號完整性
• 物理層測試套件，支持模板測試、抖動峰值、BER輪廓和Q因子分析，使用標(biāo)準(zhǔn)或用戶自定義抖動容限模板庫進(jìn)行全方位測試
• 集成的眼圖和BER相關(guān)分析
• 抖動分離及定位（Jitter Map)選件系統(tǒng)豐富的抖動解析 – 支持長碼型(如PRBS-31)抖動三角測量，把基于BER的抖動分解功能擴(kuò)展到Dual Dirac TJ、DJ和RJ限制之外，**分解抖動子成分
• **的誤碼定位分析技術(shù)（Error Location Analysis^TM），迅速了解BER性能限制，評估確定性誤碼與隨機(jī)性誤碼，執(zhí)行詳細(xì)的碼型相關(guān)誤碼分析，執(zhí)行誤碼突發(fā)分析或無誤碼間隔分析

應(yīng)用

• 設(shè)計驗證包括信號完整性、抖動和時序分析
• 對高速串行系統(tǒng)、復(fù)雜設(shè)計的性能測試
• 串行數(shù)據(jù)流和高性能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)認(rèn)證測試
• 設(shè)計/ 驗證高速I/O 組件和系統(tǒng)
• 信號完整性分析- 模板、峰值抖動、BER 輪廓、抖動分離及定位(Jitter Map)和Q 因子分析
• 設(shè)計/ 驗證光發(fā)射接收機(jī)

多域觀測

眼圖一直作為系統(tǒng)性能簡單、直觀的表現(xiàn)，但是很難和BER性能聯(lián)系起來，因為測試儀器從根本上有很大的差別。示波器測量的眼圖是由較少的測試樣本組成，不容易發(fā)現(xiàn)一些罕見偶發(fā)的事件。誤碼儀 (BERT) 能夠?qū)γ恳粋€比特計數(shù)，因此能夠提供基于很大量數(shù)據(jù)集樣本的測試，但是測試結(jié)果缺乏對信息的直觀的表征和故障排查。

BERTScope結(jié)合兩者的優(yōu)勢，允許快速、簡單的觀測眼圖，并比傳統(tǒng)的眼圖測試樣本多至少多兩個數(shù)量級。可以按照上圖的例子中所示的那樣，通過簡單的移動BERT 的采樣點，將光標(biāo)放在感興趣的地方，使用強(qiáng)大的誤碼分析能力，獲得更多更深入的信息。例如，檢查碼型對當(dāng)前上升沿影響的敏感程度。或者，使用一鍵式BER 輪廓測量，檢驗是否性能問題是有界的，或者可能會導(dǎo)致哪些故障。在每一個例子里，測試樣本碼型可以是2³¹-1的偽隨機(jī)碼，可以幫助建立模型或者故障定位。

數(shù)據(jù)豐富的眼圖

BERTScope 測試光接口信號。在這個例子中自動切換光域測量。

 

正如前面所示，BERTScope 在測量數(shù)據(jù)樣本深度方面與傳統(tǒng)的眼圖測試有著巨大的差異。這個差異意味著你能看到更加真實的情況，無論是什么樣的系統(tǒng)，更多低概率事件將會隨著每次長數(shù)據(jù)碼型運行而出現(xiàn)，不管是有隨機(jī)噪聲，還是從VCO引起的隨機(jī)抖動。通過一鍵式的BER Contour、抖動峰值和Q-因子測試，能夠增加對系統(tǒng)更深層次的認(rèn)識，增加對設(shè)計的信心。

深度模板測試

由于可以改變采樣深度，因此BERTScope 即可以利用深度測量，得到高精度的系統(tǒng)的性能，又可以用少量樣本測試，和取樣示波器的測試結(jié)果匹配。在上圖所示的是光接口的眼圖測試。如果將BERTScope的采樣深度僅設(shè)置為3000 個波形，BERTScope 在1 秒鐘之內(nèi)就能生成眼圖。測量得到的裕量有20%，和取樣示波器的測試結(jié)果一致。下面一點的圖顯示的是使用一致性輪廓測量得到的誤碼率水平為10^-6的結(jié)果，模板裕量減少到17%。

 

眼圖測試樣本深度優(yōu)勢至少是模板測試的10倍。不像其他誤碼儀提供的“偽”模板測試那樣，BERTScope能對模板邊沿的每一個樣點進(jìn)行采樣，包括在眼圖之上和之下的區(qū)域。不僅如此，每一個點都能看到之前從未看到過的深度。這意味著既是使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化模板或自定義模板持續(xù)測試幾秒鐘，也能確保被測設(shè)備沒有隱藏的問題。

為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提供高精度的抖動測試

無論測試碼型的長短，靠推算得到抖動結(jié)果得方法是不能達(dá)到*高抖動測量精度的。BERTScope 能快速測量誤碼率水平為10^-9(高速信號可達(dá)10^-10)，或者等待儀器直接測量到10^-12水平。對于這兩種測試方法，BERTScope 的一鍵式測量都嚴(yán)格符合MJSQ 定義的抖動測試方法，并且BERTScope 中內(nèi)部的延遲 控制是誤碼儀中*好的，可以確保抖動測試的精度。可使用內(nèi)建的抖動計算模型，包括TJ，RJ，DJ，或者將測試數(shù)據(jù)輸出，進(jìn)行自定義的抖動建模分析。

BSA286C的低固有RJ可以同時滿足802.3ba的VECP(垂直眼圖閉合代價)和J2/J9校準(zhǔn)，并提供所需的重要裕量，**檢定100G以太網(wǎng)芯片。

模板一致性輪廓測試

目前許多的測試標(biāo)準(zhǔn)像XFP/XFI和OIF CEI等都定義模板測試，其目的是確保在誤碼率水平為10^-12時眼的張開度。一致性輪廓(等高線)視圖可以方便的了解到在不同誤碼率水平下模板是否通過。

快速選型指南

靈活的時鐘模式

BERTScope STR 選項的時鐘路徑

 

BERTScope 非常有特色時鐘產(chǎn)生路徑，為現(xiàn)實世界中不斷涌現(xiàn)出的設(shè)備提供了靈活的測試方案。無論是電腦插卡還是硬盤，通常都需要提供子速率(sub-rate)系統(tǒng)時鐘，例如PCIExpress中100MHz的時鐘。為了能使被測系統(tǒng)正常工作，需要提供差分的系統(tǒng)時鐘，而且時鐘的幅度、偏置各有不同；BERTScope 內(nèi)部提供靈活的分頻系數(shù)，其靈活構(gòu)架可以完成各種時鐘的生成。

PCI Express Tx 端測量- 上面的截圖是用BERTScope 進(jìn)行的一致性測量。PCI Express 子卡插在一致性測試板中，BERTScope 提供正確幅度和偏置的100MHz 的差分信號作為時鐘。使用BERTScope CR(時鐘恢復(fù)模塊)為子卡輸出的數(shù)據(jù)信號按照一致性要求的環(huán)路帶寬進(jìn)行時鐘恢復(fù)。左上圖顯示的是被測設(shè)備通過了相應(yīng)的測試模板。右上圖是該信號使用Q- 因子算法得到**的去加重平均幅度。下方的兩截圖是對于跳變位所做的同樣的測量。

 

擴(kuò)頻時鐘(SSC)通常用于串行系統(tǒng)中，以減小EMI 的干擾。BERTScope可以調(diào)節(jié)的SSC的調(diào)制幅度、頻率和調(diào)制的輪廓，如三角波、正弦波等，因此允許測試任何一種使用SSC技術(shù)的一致性標(biāo)準(zhǔn)。還可使用額外的調(diào)制器和信號源產(chǎn)生耦合了高幅度、低頻率的正弦抖動(SJ)的時鐘。

處理閉合的眼圖

BERTScope 的用戶界面設(shè)計友好、操作簡單。上圖顯示的是不同tap權(quán)重對預(yù)加重影響的時域特性。下方的波特圖顯示是濾波器如何補(bǔ)償通道的損耗。

 

隨著通道中電信號的數(shù)據(jù)率越來越快，通道的損耗經(jīng)常導(dǎo)致信號在Rx端的眼圖閉合。在實際的系統(tǒng)中，常使用Equalization(均衡)補(bǔ)償通道的損傷，以得到“張開的眼圖”。Tektrnoix 提供了強(qiáng)大的工具來幫助設(shè)計者測試和鑒定Tx/Rx組件是否滿足標(biāo)準(zhǔn)。

對于Rx測試，DPP125數(shù)字預(yù)加重器為BERTScope增加了經(jīng)校準(zhǔn)的預(yù)加重輸出，用以模擬Tx 端的預(yù)加重特性。預(yù)加重目前廣泛使用在10GBASE-KR, PCIe, SAS, DisplayPort, USB3.0 等標(biāo)準(zhǔn)中。

特點：

• 1-12.5Gb/s 時鐘頻率
• 兩種型號分別支持3- 階或4- 階tap
• 靈活的光標(biāo)位置，允許預(yù)設(shè)光標(biāo)和滯后光標(biāo)
• 選項ECM (眼圖張開器、時鐘復(fù)用器、時鐘倍頻器)

PatternVu

PatternVu

 

PatternVu 選件是一套軟件實現(xiàn)的FIR 濾波器，能夠在眼圖顯示之前使用。在使用均衡的Rx 系統(tǒng)中，PatternVu 能夠觀測、測量在Rx 端均衡之后、判決之前信號的眼圖，即能將均衡的影響包含在測試結(jié)果中。均衡器*多允許有32個抽頭(tap)，并且可以選擇每個UI 的抽頭(tap) 分辨率。

PatternVu還包括CleanEye功能，即碼型固定的、經(jīng)過平均處理后的眼圖，可以去除眼圖的非確定性抖動分量。CleanEye能夠在存在大量Rj 的情況下，清晰的看到ISI 對系統(tǒng)的影響。

單次波形數(shù)據(jù)值輸出是PatternVu 的一個部分，能夠顯示所捕獲的固定碼型中的任意一個比特，非常類似實時示波器中的單次捕獲功能。一旦被捕獲，波形數(shù)據(jù)能夠以多種格式輸出，以便使用其他工具進(jìn)行分析。

時鐘恢復(fù)

直觀用戶界面提供了對所有操作參數(shù)的簡單控制。獨特的環(huán)路回饋視圖描繪了環(huán)路帶寬的特性-該圖是真實測量的結(jié)果，而不是數(shù)據(jù)設(shè)置過程

 

Tektronix的CR125A, CR175A, 和CR280A產(chǎn)品提供了靈活的一致性時鐘恢復(fù)方案。許多標(biāo)準(zhǔn)的抖動測試要求使用指定環(huán)路帶寬的時鐘恢復(fù)。使用不確定或未知的環(huán)路帶寬將帶來錯誤的抖動測量。Tektronix*新的時鐘恢復(fù)儀器能夠為各種標(biāo)準(zhǔn)測試提供簡單、**的測量。

顯示和測量SSC 抖動波形

SSC 波形測量


Tektrnoix CR 和CRJ 不受到BERTScope 的限制，還可以配合其他儀器使用，如取樣示波器或誤碼儀等。可以和其他已有的儀器組成一致性測量系統(tǒng)。

 

擴(kuò)頻時鐘(SSC)在*新的串行標(biāo)準(zhǔn)中經(jīng)常使用到，以減小EMI干擾，例如：SATA，PCI Express和下一代SAS。Tektronix CR家族支持?jǐn)U頻時鐘的恢復(fù)，能夠顯示和測量SSC調(diào)制波形。包括了*大、*小頻率偏差(ppm或ps為單位)、調(diào)制變化率(dF/dT)和調(diào)制頻率等自動化測量項目。也包括了數(shù)據(jù)速率的顯示以及簡單易用的垂直、水平光標(biāo)。

抖動分析

抖動頻譜測量

 

配有GJ選項的Tektronix CR125A、CR175A或CR286A，可以和取樣示波器或者誤碼儀一起使用多種時鐘恢復(fù)從1.2-11.2Gb/s進(jìn)行DCD 和實時抖動頻譜分析。抖動頻譜顯示頻率范圍從200Hz 到90MHz，可以使用光標(biāo)進(jìn)行測量。可以使用用戶可設(shè)置的頻率限定進(jìn)行抖動的帶限測量( 上圖例子中是P C IExpress2.0 預(yù)設(shè)的帶寬限制和抖動測量)

Rx 端壓力眼圖測試

像進(jìn)行PCI Express2.0這類的串行總線一致性Rx端壓力測試，通常需要用到多臺獨立的儀器和設(shè)備，不得不花幾個小時去設(shè)置儀器、連接被測設(shè)備。通過BERTScope一臺儀器，以及測試向?qū)砜刂扑械慕?jīng)校準(zhǔn)的壓力源，非常方便的進(jìn)行Rx 端的壓力測試- 這些都是在一臺儀器中完成的。該方案不需要外部電纜、混頻器、耦合器、調(diào)制器，減少了校準(zhǔn)過程，大大簡化了壓力測試的校準(zhǔn)和測試。

 

外部連接的網(wǎng)絡(luò)隨時都在變化，這構(gòu)成了Rx 端測試的一大挑戰(zhàn)。雖然像誤碼測試和Rx靈敏度測試非常的重要，但在現(xiàn)實世界，像10Gb/s的背板系統(tǒng)和其他高速總線的Rx 抖動容限性能必須要考慮到。壓力眼圖測試(Stressed Eye Testing)現(xiàn)在在許多的工業(yè)規(guī)范中變得越來越常見。另外，工程師可以利用壓力眼圖測試來發(fā)現(xiàn)Rx端接收性能的極限，用以檢查系統(tǒng)在設(shè)計和生產(chǎn)過程中的裕量。

靈活的產(chǎn)生信號損傷

各種的壓力損傷


許多標(biāo)準(zhǔn)要求測試在不同頻率、不同幅度、不同調(diào)制的SJ 對Rx 的影響。BERTScope 內(nèi)建的抖動容限功能通過用戶自定義的容限模板，自動的完成這項測試。同時，BERTScope 還提供了許多標(biāo)準(zhǔn)的測試庫供用戶使用。

 

BERTScope 內(nèi)建了高質(zhì)量、經(jīng)校準(zhǔn)的各種信號損傷源，包括RJ、SJ、BUJ 和SI。

ISI 是許多標(biāo)準(zhǔn)中常見的信號損傷類型。BSA12500ISI 差分ISI板提供了可變的鏈路長度，產(chǎn)生各種ISI 干擾。

壓力眼圖測試選項


BERTScope 碼型發(fā)生器

 

BSA125, BSA175, 和BSA286 系列碼型發(fā)生器提供了完整的PRBS 碼型發(fā)生功能，支持標(biāo)準(zhǔn)和自定義碼型。STR 選項可以產(chǎn)生集成的、經(jīng)校準(zhǔn)的壓力信號，可以替代傳統(tǒng)多儀器、手動校準(zhǔn)的方案。

碼型捕獲

碼型捕獲

 

對未知的輸入數(shù)據(jù)有幾種處理方法。對于上面所討論的實時在線數(shù)據(jù)分析，BERTScope 還提標(biāo)配了一個非常有用的功能-碼型捕獲。該功能允許用戶指定重復(fù)碼型的長度，BERTScope連續(xù)的捕獲指定長度的數(shù)據(jù)，長度可達(dá)128Mb。這筆數(shù)據(jù)可以作為新的判決器的參考碼型，可以編輯、保存以便未來使用。

強(qiáng)大的誤碼分析功能- 在這個例子中，眼圖測試結(jié)果和BER 聯(lián)系在一起，發(fā)現(xiàn)并解決了內(nèi)存控制芯片的一個問題。左上角的眼圖顯示了在信號在十字交叉區(qū)域出現(xiàn)比正常眼圖所少見的特征。接著將BER 判決點移動到該區(qū)域上仔細(xì)勘察。誤碼分析結(jié)果顯示出問題特征和碼型中第24 個標(biāo)記位有一定的聯(lián)系。進(jìn)一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)和IC 內(nèi)部的時鐘分頻有關(guān)；系統(tǒng)時鐘是輸出數(shù)據(jù)速率的24分頻。重新設(shè)計芯片中增大了對時鐘鏈路的隔離后，就能得到右下角所示的干凈眼圖。

 

抖動測量

MJSQ 標(biāo)準(zhǔn)Dual Dirac 抖動測量

 

數(shù)據(jù)速率在Gb/s 的信號其眼寬就幾百個皮秒，甚至更少。因此**的抖動測量是控制抖動預(yù)算的重要部分。BERTScope提供兩套工具來完成這些重要抖動測試。

物理層測試套件使用廣泛認(rèn)可的Dual Dirac方法測試總體抖動(Total Jitter)和對總體抖動的分離，隨機(jī)抖動(RJ)、確定性抖動(DJ)。BERTScope 采用的是誤碼儀的方法采集數(shù)據(jù)，樣本深度遠(yuǎn)大于示波器測試抖動時所采集的樣本深度，并很少采用推算的方法測量抖動。從根本上講，這種方法的測試精度比高度依靠推算的方法的精度要高很多。

抖動分離及定位(Jitter Map)

 

選件抖動分離及定位(Jitter Map) 是BERTScope 上*新的抖動測量套件。該套件提供了復(fù)雜的分析子集，除了RJ和DJ 之外，還包括了許多更高速的標(biāo)準(zhǔn)一致性測試中定義的抖動測量。選件抖動分離及定位(Jitter Map) 能在長碼型上(例如PRBS31)進(jìn)行抖動測量和分離，也支持非PRBS 的實時在線數(shù)據(jù)抖動分析(需要實時數(shù)據(jù)分析選件)。

主要特性包括：

• DJ 分解為有界不相關(guān)抖動(BUJ)，數(shù)據(jù)相關(guān)抖動(DDJ)，碼間干擾抖動(ISI)，占空比失真抖動(DCD)，包含F(xiàn)/2 抖動在內(nèi)的子速率抖動(SRJ)
• 基于誤碼測試(非推算)的TJ測量，誤碼率水平可以到10-12甚至更小
• 區(qū)分相關(guān)和非相關(guān)性抖動分量，減小對長碼型的DDJ 和RJ測試的混淆
• 可以測量*小眼張開度的抖動
• 增加了其他儀器所沒有的抖動測試項目：加重抖動(EmphasisJitter)，非相關(guān)抖動(Uncorrelated Jitter)，數(shù)據(jù)相關(guān)性脈寬損耗(DDPWS)和非ISI 抖動
• 直觀的抖動分離樹顯示

接口卡在線測試

Jitter Peak and BER Contour measurements made on live data.

 

BERTScope 提供的實時數(shù)據(jù)分析選項可為高速線卡、主板和實時的數(shù)據(jù)提供物理層測量。BERTScope 采用了新型的雙判決(Dual-decision)系統(tǒng)，可以進(jìn)行參數(shù)測量，如一致性標(biāo)準(zhǔn)的眼圖測試、抖動、BER 輪廓和Q- 因子等- 所有的這些測試都需要時鐘信號。Jitter Map 選項能夠?qū)崟r的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的抖動的解析，而無需對不知道碼型長度、或者無法預(yù)知數(shù)據(jù)流中插入的閑散符號而感到無助。故障定位和調(diào)試變得非常的簡單，只要按一個鍵就能洞察被測系統(tǒng)物理層的情況。