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24九月20231TDRAsianPacificIDF2000目錄市場(chǎng)的緊迫性技術(shù)趨勢(shì)工業(yè)挑戰(zhàn)測(cè)試方面的挑戰(zhàn)機(jī)解決方案總結(jié)2TDRAsianPacificIDF2000市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)力3TDRAsianPacificIDF2000技術(shù)趨勢(shì)DigitalDataBandwidth:PentiumP4->1GHz,400MHzbus,3.2GB/sbustransferrate(IDFAugust2000)“The21264...channelsupto5.3Gbytes/sofcachedata...intotheprocessor,feedingitsdemandingCPUcore.”(Digital/CompaqwebsiteonAlpha21264RISCprocessor)

“PeakMemoryBW(2.13GB/sec)”

(IBMwebsiteregardingRS-6000RISCprocessor)“ThePCI(PeripheralComponentInterconnect)busprovidesdataratesofoneGBytepersecondandup”(Intel

website)4TDRAsianPacificIDF2000工業(yè)挑戰(zhàn):更快的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)FSB(FrontSideBus):->133MHzclock,-<250psrisetime,-Spreadspectrumclocking,-Logiclevels:3.3V,1.0VAGP:-66MHzClock,-DynamicseriesterminationinthedriverIC,-Source-syncbus-upto266MHzdatarateRambus:-Differential400MHzclock,-800MHzself-timeddata,-800mVppRSLlogic,-200pssetup/hold,-200psrisetimes1.6GB/s800MB/s1.0GB/sPCI:->66MHzclock,->66MHzdata->266MB/s5TDRAsianPacificIDF2000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)速率更快的上升/下降時(shí)間更短的建立/保持時(shí)間更加輕微的抖動(dòng)指標(biāo)更小的邏輯擺動(dòng)阻抗及終端問(wèn)題同步總線結(jié)構(gòu)需要觀察更多的信號(hào)難于探測(cè)難于連接6TDRAsianPacificIDF2000教科書(shū)上的數(shù)字化信號(hào)100011邏輯信號(hào)

+5V電源地信號(hào)7TDRAsianPacificIDF2000真實(shí)的數(shù)字信號(hào)?邏輯信號(hào)

+5V電源地8TDRAsianPacificIDF2000更高的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)速率的挑戰(zhàn)P4>400MHzdatabusRambus800MHzDDR266MHzclockFirewire1394b1.6Gb/stransferrateUSB2480Mb/sdatarateInfiniband2.5Gb/sDVI1Gb/sdataBWSerialATA1.5Gb/stransferrate9TDRAsianPacificIDF2000示波器帶寬指標(biāo)在3dB

帶寬頻率，信號(hào)的垂直幅度誤差大約為30%70.7(-3dB)0.10.20.30.40.50.60.80.91.00.710097.59592.59087.58582.58077.57572.5trise0.35*BW=10TDRAsianPacificIDF2000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3－5倍使用2.4GHz的示波器測(cè)試一個(gè)800MHz正弦波信號(hào)使信號(hào)的幅度失真降到最小限度舉例:Tektronix4GHzTDS7404,3GHzTDS694C11TDRAsianPacificIDF2000更快的邊沿速度的挑戰(zhàn)Rambus200ps上升/下降時(shí)間DDR<250psFirewire1394b80-300psUSB2<500psCLOCKDATAABCFALLTIMERISETIME12TDRAsianPacificIDF2000上升/下降時(shí)間

vs.示波器帶寬上升時(shí)間(示波器)~=0.35/帶寬(示波器)2GHzBWOscilloscopehas~200psRisetime4GHzBWOscilloscopehas~100psRisetime用2GHz帶寬示波器測(cè)試100ps上升時(shí)間RT(measured)=SQRT[RT(oscilloscope)2+RT(Signal)2]RT(measured)=SQRT[200ps2+100ps2]=224ps!用4GHz帶寬示波器測(cè)試100ps上升時(shí)間RT(measured)=SQRT[RT(oscilloscope)2+RT(Signal)2]RT(measured)=SQRT[100ps2+100ps2]=140ps!13TDRAsianPacificIDF2000Whatyoudon’tknow......canhurtyou!等于信號(hào)的上升時(shí)間2倍于信號(hào)的上升時(shí)間3倍于信號(hào)的上升時(shí)間5倍于信號(hào)的上升時(shí)間示波器上升時(shí)間41%12%5%2%上升時(shí)間慢/異常幅度衰減多快才是足夠快?14TDRAsianPacificIDF2000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)間的3－5倍用具有100ps

上升時(shí)間的示波器測(cè)試一個(gè)300ps上升時(shí)間的信號(hào)會(huì)使失真降到最小限度舉例:

Tektronix100psTDS7404,120psTDS694C15TDRAsianPacificIDF2000更短的數(shù)據(jù)有效窗口帶來(lái)的挑戰(zhàn)Rambus~200ps(each)建立/保持時(shí)間DDR<250psFirewire1394bskew<100psCLOCKDATAABCSETUPTIMEDATAVALIDHOLDTIME16TDRAsianPacificIDF2000針對(duì)于更短的數(shù)據(jù)有效窗口

示波器應(yīng)用建議通道遲滯足夠的帶寬Delta時(shí)間精度(DTA)用10psRMSDTA示波器進(jìn)行200ps定時(shí)測(cè)試會(huì)使誤差降到最小舉例:

Tektronix1.5psRMSDTATDS7404,3psRMSDTATDS694C17TDRAsianPacificIDF2000電路板布線的挑戰(zhàn)受AC元件的影響Adjacentrunandplaneproximity接地噪聲-從地端返回的電流和不完全去耦傳輸線效應(yīng)18TDRAsianPacificIDF2000電路板布線失誤的影響Causedbyalogictransitionringingwiththesignallineinductanceandcapacitance.Durationisdampedbythesignalline’sresistance.Peak-to-PeakPeakRoundingPreshootDroopOvershootNonlinearitySettlingTimeforRinging19TDRAsianPacificIDF2000關(guān)于電路板布線使用儀器的考慮使用比被測(cè)系統(tǒng)更快的高速階躍發(fā)生器檢查示波器的異常邏輯分析儀/示波器交叉觸發(fā)功能足夠的帶寬可以觀察傳輸線效應(yīng)TDR分析能力舉例:

TektronixTDS8000具有快速脈沖發(fā)生器,TDS8000TDR,TLA700邏輯分析和交叉觸發(fā),TDS7000BW和交叉觸發(fā)20TDRAsianPacificIDF2000多信號(hào)采集和分析的挑戰(zhàn)你曾經(jīng)是否只能一次觀察一個(gè)信號(hào)?時(shí)鐘，數(shù)據(jù)，地址，

選通,

使能,讀/寫(xiě)有效21TDRAsianPacificIDF2000出于多信號(hào)采集使用儀器的建議使用邏輯分析儀采集總線及相關(guān)電路上的所有數(shù)字信號(hào)

使用示波器或邏輯分析儀中的DSO模塊觀察個(gè)別信號(hào)的質(zhì)量

交叉觸發(fā)并觀察相關(guān)信號(hào)22TDRAsianPacificIDF2000需要在所有的通道上同時(shí)獲得全采樣率和帶寬Examples:TektronixTDS694COscilloscope-10GS/s,3GHzonallfourchannelssimultaneouslyTektronixTLA7E2DSOmodule-5GS/s,1GHzonallfourchannelssimultaneously對(duì)于多信號(hào)采集所使用儀器的建議23TDRAsianPacificIDF2000抖動(dòng)和定時(shí)測(cè)試的挑戰(zhàn)100ps峰-峰抖動(dòng)射程時(shí)間周-周抖動(dòng)N-周抖動(dòng)擴(kuò)頻時(shí)鐘抖動(dòng)頻譜分析源同步定時(shí)數(shù)據(jù)抖動(dòng)用長(zhǎng)存儲(chǔ)進(jìn)行定時(shí)分析抖動(dòng)趨勢(shì)24TDRAsianPacificIDF2000關(guān)于抖動(dòng)和定時(shí)測(cè)試的建議TDSJIT1和TDSJIT2抖動(dòng)分析軟件包TDSPSM1定時(shí)分析軟件包TDSRBS1Rambus定時(shí)分析軟件包3psRMSDTATDS694C1.5psRMSDTATDS740432MBTDS740425TDRAsianPacificIDF2000探測(cè)挑戰(zhàn)高速信號(hào)差分時(shí)鐘和數(shù)據(jù)電感效應(yīng)接地效應(yīng)探頭負(fù)載真實(shí)狀態(tài)26TDRAsianPacificIDF2000關(guān)于示波器探頭的建議高CMRR差分探頭低輸入容抗高輸入阻抗與50ohm系統(tǒng)兼容接地線短寬帶寬建議示波器/探頭系統(tǒng)上升時(shí)間為

被測(cè)信號(hào)上升時(shí)間的3－5倍舉例:TektronixP73303GHz

差分探頭,P72404GHz有源探頭27TDRAsianPacificIDF2000關(guān)于邏輯分析儀探頭的建議具有

MictorTM

連接器的高密探頭具有各種連接裝置的通用探頭低輸入容抗-2pfperchannel高帶寬和靈敏度 舉例:TektronixP6434高密探頭

P6417/P6418通用探頭28TDRAsianPacificIDF2000調(diào)試的挑戰(zhàn)你的設(shè)計(jì)是在所有的情況下都能正常運(yùn)行嗎?你的設(shè)計(jì)經(jīng)常失靈嗎?29TDRAsianPacificIDF2000信號(hào)/總線競(jìng)爭(zhēng)分析30TDRAsianPacificIDF2000競(jìng)爭(zhēng)條件觸發(fā)31TDRAsianPacificIDF2000亞穩(wěn)態(tài)輸出捕獲DQ32TDRAsianPacificIDF2000模擬實(shí)時(shí)DPX技術(shù)數(shù)字存儲(chǔ)波形捕獲率33TDRAsianPacificIDF2000采用先進(jìn)的DPX?技術(shù)的快速采集新的性能指標(biāo):>400,000波形/秒DPX可以看到真實(shí)信號(hào)的所有信息對(duì)你的信號(hào)質(zhì)量增加信心不需要復(fù)雜的設(shè)置也可以不費(fèi)吹灰之力便可看到波形34TDRAsianPacificIDF2000MagniVu?技術(shù)-數(shù)字化采集技術(shù)的突破500psTimingResolutionSimultaneouswithupto200MHzStateAcquisitionAnytime…onanychannel…onanymodel…withoutreconnectingorreacquiring!

所有數(shù)據(jù)的精確時(shí)間關(guān)系-自動(dòng)的!

具有500

ps分辨率的建立&

保持違規(guī)觸發(fā)具有500ps分辨率的同步可調(diào)采樣點(diǎn)具有500ps毛刺觸發(fā)&存儲(chǔ)

500ps時(shí)標(biāo)分辨率

34-136

Channels2GHz

Sampler2GHzTimingMemory2K200MHzStateor250MHzTimingMemory64K-16MReal-TimeClockDetectorTriggerStateMachine+-35TDRAsianPacificIDF2000強(qiáng)