用于高速總線的信號(hào)完整性測(cè)試.

1、TDR Asian Pacific IDF 2000 用于高速總線的信號(hào)完整性測(cè)試用于高速總線的信號(hào)完整性測(cè)試 TDR Asian Pacific IDF 2000 目錄目錄 市場(chǎng)的緊迫性市場(chǎng)的緊迫性 技術(shù)趨勢(shì)技術(shù)趨勢(shì) 工業(yè)挑戰(zhàn)工業(yè)挑戰(zhàn) 測(cè)試方面的挑戰(zhàn)機(jī)解決方案測(cè)試方面的挑戰(zhàn)機(jī)解決方案 總結(jié)總結(jié) TDR Asian Pacific IDF 2000 市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)力市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)力 TDR Asian Pacific IDF 2000 技術(shù)趨勢(shì)技術(shù)趨勢(shì) Digital Data Bandwidth: Pentium P4 - 1GHz, 400MHz bus, 3.2GB/s bus transfer

2、 rate (IDF August 2000) “The 21264 .channels up to 5.3 Gbytes/s of cache data .into the processor, feeding its demanding CPU core.” (Digital/Compaq web site on Alpha 21264 RISC processor) “Peak Memory BW (2.13 GB/sec)” (IBM web site regarding RS-6000 RISC processor) “The PCI (Peripheral Component In

3、terconnect) bus provides data rates of one GByte per second and up” (Intel web site ) TDR Asian Pacific IDF 2000 工業(yè)挑戰(zhàn)工業(yè)挑戰(zhàn): 更快的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)更快的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu) Secondary Cache CPU Graphics Accelerator System Memory Peripherals Back Side Bus RamBus Legacy Buses USB Hi-speed Bus Controller AGP Inter-chip bus Fr. Side Bus

4、 PCI Bus I/O Bus Controller Chip Set Peripherals Peripherals FSB (Front Side Bus): - 133 MHz clock, - 66 MHz clock, - 66 MHz data - 266 MB/s TDR Asian Pacific IDF 2000 你曾經(jīng)遇到過(guò)這樣的測(cè)試挑戰(zhàn)嗎你曾經(jīng)遇到過(guò)這樣的測(cè)試挑戰(zhàn)嗎? 更快的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)速率更快的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)速率 更快的上升更快的上升/下降時(shí)間下降時(shí)間 更短的建立更短的建立/保持時(shí)間保持時(shí)間 更加輕微的抖動(dòng)指標(biāo)更加輕微的抖動(dòng)指標(biāo) 更小的邏輯擺動(dòng)更小的邏輯擺動(dòng) 阻抗及終端問(wèn)題

5、阻抗及終端問(wèn)題 同步總線結(jié)構(gòu)同步總線結(jié)構(gòu) 需要觀察更多的信號(hào)需要觀察更多的信號(hào) 難于探測(cè)難于探測(cè) 難于連接難于連接 TDR Asian Pacific IDF 2000 教科書(shū)上的數(shù)字化信號(hào)教科書(shū)上的數(shù)字化信號(hào) 1 000 11 邏輯信號(hào)邏輯信號(hào) +5 V電源電源 地信號(hào)地信號(hào) TDR Asian Pacific IDF 2000 真實(shí)的數(shù)字信號(hào)真實(shí)的數(shù)字信號(hào) ? 邏輯信號(hào)邏輯信號(hào) +5 V電源電源 地地 TDR Asian Pacific IDF 2000 更高的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)速率的挑戰(zhàn)更高的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)速率的挑戰(zhàn) P4 400MHz data bus Rambus 800MHz DDR 266M

6、Hz clock Firewire 1394b 1.6Gb/s transfer rate USB2 480 Mb/s data rate Infiniband 2.5Gb/s DVI 1 Gb/s data BW Serial ATA 1.5Gb/s transfer rate TDR Asian Pacific IDF 2000 示波器帶寬指標(biāo)示波器帶寬指標(biāo) l在在 3dB 帶寬頻率，信號(hào)的垂直幅度誤差大約為帶寬頻率，信號(hào)的垂直幅度誤差大約為30% 70.7 (- 3 dB) 0.8 0.9 1.00.7 100 97.5 95 92.5 90 87.5

7、 85 82.5 80 77.5 75 72.5 trise 0.35* BW = TDR Asian Pacific IDF 2000 關(guān)于示波器帶寬的建議關(guān)于示波器帶寬的建議 建議示波器的帶寬至少為被測(cè)信號(hào)頻率的建議示波器的帶寬至少為被測(cè)信號(hào)頻率的35倍倍 使用使用 2.4 GHz 的示波器測(cè)試一個(gè)的示波器測(cè)試一個(gè)800 MHz 正弦波信號(hào)使信正弦波信號(hào)使信 號(hào)的幅度失真降到最小限度號(hào)的幅度失真降到最小限度 舉例舉例: Tektronix 4 GHz TDS7404, 3 GHz TDS694C TDR Asian Pacific IDF 2000 更快的邊沿速度的挑戰(zhàn)更快的邊沿速度的挑戰(zhàn)

8、 Rambus 200ps 上升上升/下降時(shí)間下降時(shí)間 DDR 250ps Firewire 1394b 80-300ps USB2 500ps CLOCK DATA A BC FALL TIMERISE TIME TDR Asian Pacific IDF 2000 上升上升/下降時(shí)間下降時(shí)間 vs. 示波器帶寬示波器帶寬 上升時(shí)間上升時(shí)間(示波器示波器) = 0.35/帶寬帶寬(示波器示波器) 2 GHz BW Oscilloscope has 200ps Risetime 4 GHz BW Oscilloscope has 100ps Risetime 用用 2GHz 帶寬示波器測(cè)試帶寬

9、示波器測(cè)試 100ps 上升時(shí)間上升時(shí)間 RT(measured) = SQRTRT(oscilloscope)2 + RT(Signal)2 RT(measured) = SQRT200ps2 + 100ps2 = 224ps! 用用 4GHz帶寬示波器測(cè)試帶寬示波器測(cè)試 100ps 上升時(shí)間上升時(shí)間 RT(measured) = SQRTRT(oscilloscope)2 + RT(Signal)2 RT(measured) = SQRT100ps2 + 100ps2 = 140ps! TDR Asian Pacific IDF 2000 What you dont know. .can

10、hurt you! 等于信號(hào)的上升時(shí)間等于信號(hào)的上升時(shí)間 2 倍于信號(hào)的上升時(shí)間倍于信號(hào)的上升時(shí)間 3 倍于信號(hào)的上升時(shí)間倍于信號(hào)的上升時(shí)間 5 倍于信號(hào)的上升時(shí)間倍于信號(hào)的上升時(shí)間 示波器上升時(shí)間示波器上升時(shí)間 41% 12% 5% 2% 上升時(shí)間慢上升時(shí)間慢/異常幅度衰異常幅度衰 減減 多快才是足夠快多快才是足夠快? TDR Asian Pacific IDF 2000 關(guān)于示波器邊沿速度的建議關(guān)于示波器邊沿速度的建議 建議示波器的上升時(shí)間至少為被測(cè)信號(hào)上升時(shí)間建議示波器的上升時(shí)間至少為被測(cè)信號(hào)上升時(shí)間 的的35倍倍 用具有用具有 100ps 上升時(shí)間的示波器測(cè)試一個(gè)上升時(shí)間的示波器測(cè)試一

11、個(gè) 300ps 上升時(shí)上升時(shí) 間的信號(hào)會(huì)使失真降到最小限度間的信號(hào)會(huì)使失真降到最小限度 舉例舉例: Tektronix 100ps TDS7404, 120ps TDS694C TDR Asian Pacific IDF 2000 更短的數(shù)據(jù)有效窗口帶來(lái)的挑戰(zhàn)更短的數(shù)據(jù)有效窗口帶來(lái)的挑戰(zhàn) Rambus 200ps (each) 建立建立/保持時(shí)間保持時(shí)間 DDR 250ps Firewire 1394b skew 400,000 波形波形/秒秒 DPX 可以看到真實(shí)信號(hào)的所有信息可以看到真實(shí)信號(hào)的所有信息 對(duì)你的信號(hào)質(zhì)量增加信心對(duì)你的信號(hào)質(zhì)量增加信心 不需要復(fù)雜的設(shè)置也可以不需要復(fù)雜的設(shè)置也可

12、以 不費(fèi)吹灰之力便可看到波形不費(fèi)吹灰之力便可看到波形 TDR Asian Pacific IDF 2000 MagniVu 技術(shù)技術(shù) - 數(shù)字化采集技術(shù)的突破數(shù)字化采集技術(shù)的突破 Anytime on any channel on any model without reconnecting or reacquiring! 所有數(shù)據(jù)的精確時(shí)間關(guān)系所有數(shù)據(jù)的精確時(shí)間關(guān)系- 自動(dòng)的自動(dòng)的! 具有具有500 ps分辨率的建立分辨率的建立& 保持違規(guī)觸發(fā)保持違規(guī)觸發(fā) 具有具有500ps分辨率的同步可調(diào)采樣點(diǎn)分辨率的同步可調(diào)采樣點(diǎn) 具有具有500ps毛刺觸發(fā)毛刺觸發(fā)& 存儲(chǔ)存儲(chǔ) 500 ps時(shí)標(biāo)分辨率時(shí)

13、標(biāo)分辨率 34-136 Channels 2 GHz Sampler 2 GHz Timing Memory 2K 200 MHz State or 250 MHz Timing Memory 64K-16M Real-Time Clock Detector Trigger State Machine + - TDR Asian Pacific IDF 2000 強(qiáng)大的觸發(fā)能力強(qiáng)大的觸發(fā)能力 脈沖脈沖(脈寬脈寬,毛刺，欠幅毛刺，欠幅, 建立建立/保持保持) 邏輯邏輯 (與與,或或,與非與非,或非或非) 定時(shí)定時(shí) (4 Channels) 或狀態(tài)或狀態(tài) (3 Channels + 1 Clock

14、) 建立保持違規(guī)實(shí)時(shí)觸發(fā)和建立保持違規(guī)實(shí)時(shí)觸發(fā)和 上百通道同時(shí)的毛刺觸發(fā)上百通道同時(shí)的毛刺觸發(fā) 邏輯分析儀邏輯分析儀-示波器交叉觸發(fā)示波器交叉觸發(fā) TDR Asian Pacific IDF 2000 對(duì)對(duì)EMI 的考慮的考慮 頻譜分析頻譜分析 中心頻率中心頻率 帶寬帶寬 分辨帶寬分辨帶寬 參考電平參考電平 TDR Asian Pacific IDF 2000 有關(guān)設(shè)計(jì)堅(jiān)固性的考慮有關(guān)設(shè)計(jì)堅(jiān)固性的考慮 用用Tektronix DG2040進(jìn)行進(jìn)行 容限測(cè)試容限測(cè)試 對(duì)稱性改變幅度對(duì)稱性改變幅度 變化幅度電平變化幅度電平 改變占空比改變占空比 改變時(shí)鐘遲滯改變時(shí)鐘遲滯 TDR Asian Pacific IDF 2000 結(jié)論結(jié)論 “為了獲得可靠的設(shè)計(jì)為了獲得可靠的設(shè)計(jì),你必須認(rèn)真分析系統(tǒng)的你必須認(rèn)真分析系統(tǒng)的 AC 定時(shí)定時(shí), 電路板布線電路板布線,信號(hào)完整性信號(hào)完整性, EMI及系統(tǒng)熱及系統(tǒng)熱 力力” Pete Mueller, Intel TDR Asian Pacific I