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发布时间: 2020 - 05 - 27
2020注定是不平凡的一年!美股4次熔断,疫情让股神巴菲特也感叹「活久见」;但疫情期间网上流传的一个视频爆表了:被防护服包裹的医生戴着智能头盔,把实时影像直接传到后台的专家会诊团队;机器人不知疲倦地在给每个病房送药;无人机在空中提醒着聚集的人群; 更有小萌机器人帮主人上街买菜…这次疫情,让我们重新认识了,物联网和人工智能潜在的巨大市场价值!或许,股神鹰一样的眼神,也在这个市场中寻求最大的潜力股。我们可以任意猜想,他的下一目标是在哪里呢?优化物联网终端和智能设备的功耗和续航能力是产品成功的关键,特别是应用于超长年限和难以维护的物联网应用场景。如埋在水泥下的停车场感应装置、远洋海洋水文和气候监测系统。维护简单、但数量巨大的物联网场景、如智能电表、水表、气表等千家万户的场景。功耗和续航性能也不容忽视,因为维护成本同样让企业难以承受。无线性能和功耗测评是物联网终端产品设计验证的重要工作,也是最容易出现问题的环节。在2月份是德科技公众号给大家分享了《物联网产品的研发测试整体方案》文章,给工程师小伙伴们介绍了这套研发神器,全面评估产品的射频特性和功耗,估计大家还记忆犹新。今天,我们来更深入地谈功耗问题。过去两年,我们帮助了众多工程师服务评估了他们的产品功耗,包括终端、器件模块、芯片、运营商等等,要求也是千差万别,真可谓八仙过海各显神通。但万变不离其宗,我们概括总结为“功耗优化的三件套”思维。因此,工程师小伙伴们要设计出长续航时间的产品,考虑不仅有硬件设计,还要有软件和电池。我们来看下图,这是一个典型的物联网终端的电流工作状态,我们依次给伙伴们三个提示:第一个提示:从图上可以看出,物联网终端的电流以极低的占空比的脉冲电流形式出现,平均电流只有8uA,但峰值电流高达11mA,而出现峰值电流时,由于电池内阻的影响,电池的端电压会有明显的下降。以此类推,如果峰值电流更高,如智能门锁开...
发布时间: 2020 - 05 - 26
在使用有源探头进行测试时,最容易出现的错误就是超出探头的动态范围使用,我们也经常收到客户的电话,说同时使用有源探头和无源探头测同一个信号,有源探头的电压低于无源探头,究其原因,大部分情况下都是因为对动态范围和耐压范围的理解错误造成的。以是德科技N2795A有源探头为例,其耐压范围是正负20V,输入动态范围是正负8V,偏置范围是正负8V: 输入动态范围的定义是输入动态范围是指探头所能测试的在示波器屏幕中心线上下的电压范围,比如±2.5V动态输入范围的探头,只能测量示波器屏幕中心线上下2.5V范围内的电压,如果输入信号波动超出这个范围,反映在测量波形上来说就是波形被削波,测量的幅度偏小。根据定义,也就是说使用N2795A的探头时可以测量示波器屏幕中心线上下8V内的波形:而当我们直接测量0-16V的正弦波时,由于波形超出了屏幕中心线8V以上的范围,就会造成波形失真,使得测试结果偏低。此时就要用到探头/示波器的偏置能力: 偏置能力的定义是:偏置能力是指能够把0V电压基准线调整到和示波器屏幕中心线电压差的能力,根据信号的直流分量设置合适偏置,可以把具有直流分量的动态信号调整到示波器屏幕中心线附近,以满足探头动态输入范围的要求; 比如上面失真的测试波形,如果把波形设置为8V的偏置,使得波形继续显示在屏幕中心,就可以正确的测试0-16V的正弦波电压:因此,探头的最大输入电压并不一定是可测量电压范围,可测量电压范围应该是其动态范围加上偏置范围,当然,这个时候要合理使用偏置设定,使测试波形永远显示在其动态范围内。------转自是德科技
最新案例 / Case more
sv_complex.aspx?Fid=n8:8:8
最新方案 / Soluon more
发布时间: 2019 - 08 - 21
如果您需要捕获的信号是低占空比脉冲或猝发信号,并且信号之间有较长的空闲时间(例如封包串行数据),那么配有分段存储器的示波器可以有效地延长时间并提高以较高采样率捕获的串行数据包数量。所有示波器都具有数量有限的采集存储器。您应当知道,示波器的存储器深度决定波形时间和以特定采样率捕获到的串行数据包数量。您可以将示波器的时基设为很慢的时间 / 格设置,以便延长捕获时间间隔并增加串行数据包数量;但是当时基设置超出基于最高采样率下的最大时间间隔时,示波器便会自动降低采样率。在这种情况下,示波器无法提供精确的水平和垂直波形细节(基于示波器的指定带宽和最大采样率)。为什么需要分段存储?如果需要捕获较长时间和更多的串行数据包,同时仍在高采样率下进行数字化处理,只需购买配备更深存储的示波器即可。然而,配有千兆级采集存储器的示波器非常昂贵。如果需要采集的信号在重要波形分段(例如低占空比脉冲或串行数据包猝发)之间具有较长的信号空闲时间,那么具有分段存储器采集功能的示波器是更为经济的解决方案。【捕获时间 = 存储深度 / 采样率】通过将示波器的可用采集存储器划分为较小的存储器分段,分段存储采集模式可以有效地延长示波器的总采集时间。示波器可以在高采样率下,有选择性地针对被测波形的重要部分进行数字化处理。由此,示波器能够以极快的重新准备时间捕获很多的连续单次波形,同时不会错过重要的信号信息。
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典型智能系统的接口和总线的物理层测试

日期: 2020-06-17
浏览次数: 148

本文大约6500字,介绍了以下内容:

  • 典型智能系统架构以及测试的必要性

  • 智能系统中的一致性测试,涉及USB2/Ethernet/DDR3/MIPI D-PHY

全文紧扣测试信号测试连接方法和关键设置技巧及设备需求做了重点说明。


(全文阅读需要20分钟)



前言




MXR鲸打卡马拉松拉力赛,已经进入到第六站。在前两站,我们向大家介绍了针对电路系统和信号的调试方法和工具,包括全新的Fault Hunter故障猎人功能和数字逻辑通道在混合信号调试中的应用。参考下图典型的产品设计和开发流程,通常在产品完成调试后,在批量生产和出货前需要进行完整的功能性测试和一致性测试。


典型智能系统的接口和总线的物理层测试

图1  典型系统的研发生产流程


本期文章,我们就当前市场上典型的智能系统的一致性测试和内部总线测试做一个简介。


今天的智能系统,已经进入到我们生活的方方面面,从个人消费电子的智能手机和手表,到智能汽车的各种导航和自动驾驶舱,再到IoT典型应用的抄表系统及POS机,乃至未来潜在的巨大市场的智能家居系统等。典型系统框图如下,当前一般采用嵌入式32位处理器,典型如32位ARM处理器,当前主流采用DDR3 SDRAM作为数据存储器,程序存储则采用NAND Flash器件。外部配置USB2和10/100/1000 Base-T以太网,另外还会配置一些摄像头和显示屏。此外还有一些其它的低速I/O接口比如语音和二维码识别等功能,其它与无线应用相关接口比如WiFi和蓝牙之类不在本文讨论中。


典型智能系统的接口和总线的物理层测试

图2 典型智能系统框图


这一典型系统,充分说明了“麻雀虽小,五脏俱全”的道理,其性能与10年前的个人PC系统不遑多让。因此为了确保其性能,对其进行完备的测试也是必不可少的。测试的重点主要在内部的核心DDR存储总线,以及人机交互的重点设备摄像头和屏的主流总线MIPI,还有外部接口USB2和10/100/1000Base-T等。进行完备的测试是产品性能和质量的有力保证,也是产品在市场上对客户的信心保证,当然最终也会取得额外利润作为必然回报。


另外,本期讨论的总线和接口一致性测试均侧重于发送端信号测试。



USB2和Ethernet测试发展和更新



USB2和Ethernet作为经典的外部总线接口,已经在产业界成熟应用达20年之久,其测试方法也非常成熟。但是由于采用这两个标准的设备种类繁多,数量如黄河之沙不计其数。不同种类产品之间的互联互通和兼容性测试一直是产品是否合格的判断依据之一,因此虽然成熟但是依然不可忽视。


1.

USB2.0的测试和最新发展

USB2.0的基本电气特性如下:


典型智能系统的接口和总线的物理层测试

*上升时间Tr定义为10%-90%

表1  USB2.0 电气特性规范


一般而言针对USB2接口的测试传统上主要分为Host和Device及Hub三大类。下表为USB-IF近年更新的不同设备的测试项目列表,如果您的产品需要进行符合协会标准的测试认证则应当严格按照下表的测试项目进行:


典型智能系统的接口和总线的物理层测试
典型智能系统的接口和总线的物理层测试

图3  USB2.0 Test Matrix


基于Windows系统,早年Intel即开发了USBHSET软件(下载链接:https://www.usb.org/document-library/usbhset-ehci-32-bit),用于控制被测USB2端口发出一致性测试信号。


测试夹具当前协会推荐采用由Allion提供的夹具,https://www.allion.com/test-fixture/usb-tf-hs-device-and-host/


典型智能系统的接口和总线的物理层测试

图4 USB2.0 A/B接口测试夹具


典型的针对Device的SQ测试连接如下图:


典型智能系统的接口和总线的物理层测试

图5  USB2.0 SQ测试连接图


一般而言针对基于Windows系统的Host测试比较简单。但是在今天的智能系统中,通常采用嵌入式系统,因此作为一致性测试的3个要素之一的标准的测试信号或码型如何得到就成为一个非常关键的问题。


USB-IF也已经做好准备,针对Embedded Host推荐采用可从www.testusb.com购买的PIDVID夹具。


典型智能系统的接口和总线的物理层测试

图6  针对Embedded Host的PIDVID夹具


典型智能系统的接口和总线的物理层测试

图7  Embedded Host测试连接示意图


上图中间部分夹具依然采用传统的Host SQ夹具,额外增加了一块PIDVID夹具。测试流程如下图:


典型智能系统的接口和总线的物理层测试

图8  Embedded Host SQ测试流程


以上主要针对HS SQ的测试方法和夹具做了简明介绍,在USB2.0测试中其实还有很多项目,篇幅有限,不在此做过多说明。具体请点击文末附件下载文档以及登录USB-IF协会查阅详细测试规范:https://www.usb.org/document-library/usb-20-electrical-compliance-test-specification-version-107



小问题





USB2.0 测试需要多大带宽示波器?

依据传统计算方法,对于高速USB2.0信号来说,信号的最大频率分量 fmax=0.5/Tr10-90%=1GHz。在保证3%的测量精度要求下,平坦响应示波器需要带宽BWscope=1.4*fmax=1.4*1 GHz=1.4GHz,测试似乎采用2GHz带宽似乎已经足够了。

然“鹅”……,最新的USB2.0 CTS有如下描述:

典型智能系统的接口和总线的物理层测试

图9  最新USB2.0 CTS关于带宽描述


因此,画重点,所有2GHz产品均不能满足规范要求!推荐的是2.5GHz带宽示波器,MXR254A以上才是最佳选择!当然除了示波器主机外,USB2.0一致性测试软件D9010USBC是必须的,此外还有其它一些附件如电流探头等。详细附件清单请联系Keysight相关窗口。


2.

Ethernet测试

以太网作为电子行业另一大长期霸屏标准,一直是远距离高速通讯的首选标准。所幸的是,其主要由IEEE等科技类行业协会或者国家标准(ANSI)定义没有太多变化,不同于USB标准由业界巨擘公司主导的一直在演进。因此10/100/1000 Base-T标准定义后没有更新当然也没有太多的发展,业界和科技协会的精力一直在推动更高速率标准,比如当前在骨干网层级大家常常听到的400G/800G。





针对传统10/100/1000Base-T,推荐示波器带宽依然为1GHz,一致性测试软件型号D9010ETHC。但是反过来,近20年来测量设备一直在向前发展,比如今天的中端级别示波器已经基本全部实现了10bit化,而且采样速率也比以往得到很大提高,因此测试精度比以往实际提高了很多。


测试码型和信号:10和1000Base-T均需要通过用户自行配置PHY内的寄存器将PHY设成测试模式发出测试信号。100Base-T可以选择通过设置寄存器方式,也支持在N5395C夹具上的TC6部分连接Link Partner,从而自动发出测试信号。


测试夹具N5395C:


典型智能系统的接口和总线的物理层测试

图10  10/100/1000Base-T以太网夹具


另外通常还需要1.5GHz带宽差分探头用于连接示波器和夹具,推荐型号1130B,配E2678B差分插孔前端。


当然上述配置只能完成针对发送端的基本信号和一些抖动测试,实际上以太网测试项目中还有Return Loss测试,还需要网络分析仪。有时需要加Disturbing信号模拟被测设备入网 因此还需要函数发生器等仪表。


此外,以太网标准近年正在进军智能网联汽车市场,比如正在方兴未艾的车用以太网100Base-T1和1000Base-T1等,100M带宽需求1GHz,1000M带宽需求2.5GHz。Keysight还提供了AE6910T发送端一致性测试软件和测试夹具AE6941A:

典型智能系统的接口和总线的物理层测试

图11  车载以太网测试夹具AE6941A


除了上述提到的针对智能系统的10/100/1000Base-T测试外,MXR系列4GHz带宽型号MXR404A配置D9010EBZC一致性测试软件还可以支持MGBase-T,NBase-T和10G Base-T,这些标准主要是针对桌面市场的更高速度的通讯需求而设计。


典型智能系统的接口和总线的物理层测试

图12  U7237A MG/N/10G Base-T测试夹具


典型智能系统的接口和总线的物理层测试

表2  产业界主要Ethernet标准发送端测试设备列表





需要特别说明的是,针对上述各以太网标准测试,示波器的灵活的带宽升级能力为未来的产品发展及配套的测试能力提升预留空间,非常重要也是必须考虑的。



智能系统内部总线测试



USB和Ethernet作为典型的外部接口,其测试完全符合一致性测试的各种要素,因此其测试连接环境非常简单。而在典型智能系统中还有两个非常重要的接口,DDR和MIPI总线。DDR存储单元作为CPU最小核心系统的重要组成部分,其重要性不言而明,当然确保其稳定可靠运行自然不能忽视。而MIPI作为消费类电子行业最重要的标准协会,定义了多种标准分别用于不同部件之间的互连。当前MIPI在业界常常提及的物理层标准有D-PHY,C-PHY,M-PHY。本文从中端示波器角度出发,因此重点在D-PHY。


1.

 DDR总线测试 

典型的智能系统中,当前主要采用DDR3接口,部分高速系统也有采用DDR4总线。不同于PC系统可以采用标准DIMM插槽内存条,在智能系统上多采用嵌入式系统,因此CPU和DRAM存储器之间的设计和开发非常考验工程师的设计和开发水平,因此实际上很多产品在出货时很多潜在的隐患没有彻底解决,充分的测试工作还是非常重要。


典型智能系统的接口和总线的物理层测试

图13  当前已经在用的DDR总线标准速率和SI关注问题


首先来看DDR3的带宽需求。DDR3作为当前主流的存储接口,数据速率最高已经达2133MT/s,时钟1066MHz,信号最快上升沿在100ps(20%-80%)左右,BWsignal=0.4/100ps=4GHz,采用平坦响应示波器BWscope=1.4*BWsignal=1.4*4GHz=5.6GHz。或者从信号的最高切换频率1066MHz,如果按照5倍带宽那么需要5.3GHz,结果相近。


从采样率角度考虑,MXR 16GSa/s针对数据最小宽度468ps左右,提供7个采样点,如果再配合插值也能满足信号重构需要。因此针对DDR3 2133MT/s,MXR系列6GHz带宽基本可以满足要求。


下图显示的是DDR2/3总线架构示意图。JEDEC协会作为业界存储器件行业专门协会,针对各种存储相关接口总线定义了各种规范,当然DDR相关规范也在其中。





特别说明的是,JEDEC定义的读和写信号测试点均在DRAM侧信号管脚处,也就是说从控制器写入DRAM的信号在传输链路末端或接收端,而从DRAM读出的信号则属于发送端,如果ODT匹配不好或者线路阻抗匹配设计欠佳,读信号时反射会被放大。另外由于写信号从CPU或控制器传输到DRAM侧,相比读信号从DRAM发出,通常幅度略低。


典型智能系统的接口和总线的物理层测试

图14  DDR总线架构示意图


考虑到DDR均采用读写数据共享总线架构,而读和写分别涉及DRAM和CPU或控制器,因此需要对读写数据进行分离测试。


从以上说明,已经可以看出DDR测试中要解决的问题了。


Ⅰ、信号探测点问题

由于从DDR2标准之后,DRAM普遍采用ODT(片上端接)因此在寻找易用和恰当的探测点已经非常困难。通常只能在靠近DRAM颗粒位置的过孔刮绿油焊接,但是这些预留的过孔如果离DRAM过远在高速的情况下,潜在的SI问题很大。因此对于1600MT/s以上信号,过孔也是奢望。


业界为了得到最佳信号保真度的测试点因此引入了BGA Probe,这个夹具也称作Interposer。在主电路板和DRAM之间插入一个夹具,夹具根据标准DRAM封装制作,双面焊球,将信号从主板连接到DRAM颗粒,引线中间会埋入一个150Ω的阻尼电阻,拾取信号并连到BGA Probe边缘,然后就可以用焊接探头对信号进行测试。下图即为BGA Probe和电路结构示意图。

典型智能系统的接口和总线的物理层测试

图15  DDR2/3 BGA Probe示意图


Keysight可以提供标准的DDR2/3/4/5 BGA Probe,其中W2635A为DDR3 X 8设计,W2636A为DDR3 X 16设计:

典型智能系统的接口和总线的物理层测试

图16  W2635A/W2636A DDR3 BGA Probe


相关具体信息请参考Keysight 5989-7643.pdf文件。


Ⅱ、读写分离问题

有效的读写分离是准确进行DDR总线测试的另一个先决条件。当前主要方法有三种:

a.

程序控制法。通过编程分别专门进行读或写操作,分别对读或写数据进行测试。这一方法在于不能完全实现纯粹的读或写,另外不是真实的系统运行状态,因为真实运行的系统不可能只进行读或写。

b.

采用数字逻辑通道接入控制总线并设置触发进行读写操作分离。如上期文章所介绍,这一方法有效但是如何接入更多信号是难题。

c.

采用InfiniiScan Zone Trigger。如第四期文章中介绍,采用InfiniiScan Zone Qualify Trigger根据读和写信号前导码和信号幅度的差异,读Preamble是一个完整的时钟周期,而写则是半个时钟周期,另外写信号幅度会比读信号幅度略低。

InfiniiScan Zone Qualify Trigger只需要简单地根据波形差异画框实现“所见即所得”式触发,最多可以定义8个区域。更多信息可以参考第四期文章(本文末尾有链接)。

另外,Keysight提供的DDR3测试软件,也会自动调用InfiniiScan Zone Trigger从而高效地进行读写分离,帮助更加快速地完成测试。

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图17  DDR3 总线DQS Read/Write Preamble

差异(Source from Micron)

图18  InfiniiScan Zone Qualify Trigger

用于DDR总线读写分离动图示意


另外要说明的是,DDR2/3标准已经发布了很多年,对其信号完整性测试,除了在信号幅度的电气特性方面外,主要是信号以及信号之间的时序和参数,其本质主要就是建立/保持时间(Setup/Hold)的测试。因此要进行完备的测试,示波器必须支持建立/保持触发。


随着串行数据的眼图分析成为流行,DDR2/3的眼图测试也开始成为流行,但不是规范定义的。在此,需要补充说明的是,手动进行眼图测试必须设置时钟恢复。针对DDR总线类眼图测试,采用外部时钟Explicit Clock,具体设置如下图说明。针对读写DQS和DQ分别边沿和中心对齐,也需要在下面手动设置Center或者Edge Aligned。

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图19  DDR总线眼图测试时钟恢复手动设置示意图





以上简单介绍了DDR测试中的一些问题以及解决方法,Keysight提供了全面的DDR2/3总线测试软件:

  • D9020DDRC——DDR2/LPDDR2总线测试软件

  • D9030DDRC——DDR3/LPDDR3总线测试软件


DDR2/3总线测试由于不可能像接口测试一样可以完全断开信号链路,因此必须依靠探头连接被测信号。针对DDR3最高2133MT/s速率,推荐采用6GHz型号MXR604A/608A,探头则推荐采用1134B—7GHz差分有源探头(配合6GHz示波器确保6GHz系统带宽),前端可以采用E2677B或N5381B焊接前端。采用软件进行自动化测试,需要同时接入CLK/DQS/DQ三个信号进行最主要的电气和时序参数测试,因此推荐3套探头。



2.

MIPI D-PHY总线测试

MIPI作为今天个人消费类电子领域最成功的标准,已经成功地从智能手机产品扩展到各种终端系统。从物理层来看,当前主要有D-PHY,C-PHY和M-PHY三大标准。另外在2020年6/3日MIPI协会还宣布了A-PHY标准,支持最高15米的传输距离,5档速率横跨2Gbps-16Gbps,将为跨越整个车辆的数据传输提供物理层基础,为潜力无限的智能网联汽车市场的ADAS和ADS系统中的摄像头和显示屏提供底层支撑。

下图为MIPI协会各标准分层架构和应用对应图。其中D-PHY主要用于CSI和DSI,分别对应摄像头和显示屏。当前在典型智能系统中,主要采用的标准是D-PHY V1.1以下,速率在1.5Gbps以下,V1.2支撑2.5Gbps未来将得到更广泛应用。D-PHY标准近几年也得到了长足的发展,D-PHY3.0最高支持速率高达14Gbps。本文,我们将侧重于D-PHY1.2以下测试的介绍。


典型智能系统的接口和总线的物理层测试

图20  MIPI标准分层架构和应用对应图

D-PHY标准在2003年即已推出,基于当年的技术条件,吸取了多种标准的特点,比如类似LVDS信号,采用差分信号带外部时钟同步且支持1,2,4链路切换,为了降低功耗采用LP和HS两种工作模式,为降低时钟带来的干扰时钟频率类似DDR标准只有数据速率的一半,另外为了提供方便地在LP和HS模式切换所采用的电路结构在HS模式信号上有共模偏置电压。所有这些都增加了D-PHY标准的测试复杂性。


和DDR总线类似,D-PHY测试也不同于接口测试,除非是针对芯片研发开发专门的测试板,在系统产品上通常是无法断开摄像头到处理器的CSI接口,或者断开处理器到屏的DSI接口,也就是说针对系统产品的D-PHY测试没有夹具,因此必须采用探头焊接进行测试。


典型智能系统的接口和总线的物理层测试

图21  D-PHY测试接线图


考虑到HS模式下信号上的共模偏置电压VCMTX相关参数测试要求,必须分别对数据DP和DN分别测试以得到共模和差分信号,因此D-PHY测试需要3-4根差分探头。采用3根探头时,针对CLK的共模测试则需要分两次焊接,一次差分焊接辅助完成Data测试,另外还要再专门对CLKP和CLKN进行分开焊接测试CLK的共模偏置电压。因此,采用4根探头,一次焊接完成一组DP+DN/CLKP+CLKN的测试,显然更高效。


D-PHY的测试信号,当然是非常容易解决,只需摄像头一直在工作或者播放图片或视频到显示屏上即可。



小问题





如何选择一款合适的示波器测试D-PHY 1.2信号?

针对D-PHY 1.2 2.5Gbps以下速率,多高带宽比较合适?D-PHY V1.2规范里一致性限制要求如下图所示:

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图22  上升沿时间一致性限制


由上升时间可以计算出所需示波器带宽



当信号速率<=1Gbps

BWsignal=0.4/Tr =0.4/(150ps)=2.7GHz;

BWscope=1.4*2.7GHz=3.78GHz (Flat频响示波器);



当信号速率>1.5 Gbps

对于芯片级研发,通常专门设计测试电路板,按照最严规范要求,上图22中的Notes 6:

BWsignal=0.4/Tr =0.4/(50ps)=8 GHz;

BWscope=1.4*8 GHz=11.2 GHz (Flat频响示波器),目前业界一般有13GHz型号示波器可供选择,比如Keysight Infiniium V134A或者UXR0134A。



对于系统级产品,信号在最终的商用产品上会经过一段PCB走线或者柔性电缆等连接,信号上升沿会大大降低到100ps左右:

BWsignal=0.4/Tr =0.4/(100 ps)=4 GHz;

BWscope=1.4*4 GHz=5.6 GHz (Flat频响示波器)。

而实际上如果按照上图22中的Notes 5,即使对2.5Gbps信号,上升沿在0.4UI=0.4*400ps= 160ps,远远低于100ps的估值。


由以上计算和分析,针对MIPI D-PHY 1.5Gbps以上速率的芯片开发来说,需要的是能够全面地验证被测件的功能及在各种可能出现的情况下的表现,推荐13GHz以上带宽示波器Infiniium V或UXR系列。


对于系统级产品来说,6GHz的中端示波器完全满足测试需求。Keysight最近推出MXR系列8通道最高带宽6GHz示波器,是当前D-PHY V1.2以下标准测试性价比最高的选择。一致性测试软件D9020DPHC当然也是必须的。 探头带宽推荐选择与示波器带宽匹配产品,比如针对4GHz带宽选择1132B—5GHz带宽,6GHz型号示波器推荐1134B—7GHz带宽。



D-PHY测试连接重点:

  1. 可测性设计(Design for Test)。

    考虑到D-PHY测试中大量采用单端信号运算得到差分和共模信号,因此信号的最短接地回路非常重要,否则将对共模测试带来极大的麻烦。在设计电路时就应充分考虑在数据和时钟信号临近位置预留方便可靠的接地。

  2. 探头焊接

    采用焊接探头前端如E2677B,为了方便连接有时不得不采用较长的电阻丝线,但是阻尼电阻应尽量靠近信号测试点,以免Stub过长。



协议测试



以上就四个主要接口和总线标准的一致性测试的一些问题和关键细节做了一个简单的说明,因为篇幅有限,无法展开分别进行详细描述。补充说明,每个标准的测试软件均支持自动化测试,提供按照 Setup → Select → Config → Run 的标准流程,并最终给出测试报告。报告里会专门对每个测试项目的结果标明Pass/Fail,并参照规范给出剩余的裕量,以提供进一步改进设计或者降成本的依据。


MXR系列示波器除了提供功能强大的测试软件外,作为一款8合1产品,针对上述标准,还提供了强大的协议解码和触发功能,如下图示:


典型智能系统的接口和总线的物理层测试

图23  USB2/100BASE-T/D-PHY/DDR3协议触发和解码


协议触发和解码功能为这些总线的调试提供了强大的辅助工具。



结语



以上本文就典型智能系统的必备接口USB2/Ethernet和内部总线DDR和MIPI D-PHY的测试做了一些简单的介绍。除了上述标准的一致性测试,MXR 6GHz型号对智能系统中也会涉及的HDMI1.4b,PCIE1.x,SATA 1.5G/3.0Gbps,Rapid IO等速率在4Gbps以下信号也可以支持。


最后再次致歉,篇幅有限,只能就一些关键问题做一些说明。

------转自是德科技

参考文献

典型智能系统的接口和总线的物理层测试

  1. Infiniium MXR Series Datasheet.

  2. Conformance Test Suite for D-PHYSM v1.2, CTS Ver1.0,2017, MIPI Alliance

  3. USB2.0 Electrical Compliance Test Specification, Ver 1.07, Feb,2019

  4. 高速串行总线的物理层一致性(Compliance)测试漫谈

  5. TN4605.pdf, Micron Inc.

  6. W2635A and W2636A DDR3 BGA Probe Adapter for Infiniium Oscilloscopes, 5989-7643. pdf, Keysight Technologies



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