安捷倫科技有限公司數(shù)字測試業(yè)務部大中國區(qū)市場經(jīng)理杜吉偉
而在移動計算領域，一方面速度在提升，另一方面則要求功耗低、體積小。MIPI基本上已是移動計算行業(yè)的標準總線，一般用在手機和掌上電腦中，傳統(tǒng)的低壓差分信號(LVDS)正被eDP信號所替代。存儲器則大量采用LPDDR標準，以降低功耗。移動計算的背后往往是云和 服務器設備，PCI-E、SAS、SATA等是其中的互連高速總線，速度已經(jīng)達到12Gbps，未來可能還會更高。
“這些新技術的引入使得高速接口在測試需求上也發(fā)生了變化，主要體現(xiàn)在三個方面，” 杜吉偉介紹道：“首先是物理層的一致性測試：對于3Gbps以上的應用，Rx端的測試被提上日程；其次是分析和調(diào)試：抖動分析是高速總線測試的一項重要內(nèi)容，串擾、地跳動、噪聲都會引起抖動分量的變化，工程師一方面會選擇固有抖動底小的示波器，另一方面會要求同一臺示波器支持不同的抖動分離算法；最后則是協(xié)議層：要求提供類似于協(xié)議分析儀的分析功能，可直接給出有效載荷等有用信息。”目前，大部分測試廠商的示波器、協(xié)議分析儀、誤碼分析儀、脈沖碼型發(fā)生器、任意波發(fā)生器等正是針對這些測試難題在發(fā)展。
超高速通信接口帶來測試挑戰(zhàn)
隨著IEEE 802.3互聯(lián)網(wǎng)標準的快速發(fā)展，目前100G通常是通過10路10G或4路25G來實現(xiàn)(發(fā)送端通常把40/100G的流分成4個25/28G或10個10G并行通道，在接收端把并行通道的碼流再重組成40/100G流)；另一方面來自數(shù)據(jù)中心的應用，如光纖通道和無限帶寬(如Infinite band EDR)的數(shù)據(jù)速率同樣逐漸上升至25.78125Gbps。此外，在國內(nèi)市場(如學校、企業(yè)等)普遍較為關注的網(wǎng)絡通信領域，28.6Gbps可以覆蓋的應用還包括：SONET/SDH從40G跳到100G；OIF的CEI-28G-VSR等等。這些超高速(25/28Gbps)數(shù)據(jù)接口需要相應的測試產(chǎn)品作支持，同時也為測試方案帶來了重重挑戰(zhàn)。
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泰克(Tektronix)科技股份有限公司大中華區(qū)業(yè)務部事業(yè)開發(fā)經(jīng)理王志坤
泰克(Tektronix)科技股份有限公司大中華區(qū)業(yè)務部事業(yè)開發(fā)經(jīng)理王志坤介紹道：“例如多通道串行技術在25G時無法避免的串擾和ISI、驗證長pattern(PRBS31對Pattern Generator的Memory存儲的要求過高，基本不可能實現(xiàn)，所以要采用邏輯電路來實現(xiàn))、Timing的裕量持續(xù)減少等難題，在28 Gb/s高速率時也同樣存在。在IEEE802.3ba、100GBASE-CR、OIF CEI、ITU-T、MSA、Infinite Band、32G FC等這些25G到28G的應用中，由于數(shù)據(jù)率的提高，對抖動及振幅的裕量區(qū)間要求也相對提升，如抖動裕量的要求往往接近300fs?！睘榇?，泰克最新推出的BERTScope286C誤碼率分析儀擁有28.6Gbps的高數(shù)據(jù)速率和較低的固有抖動， 可對串行數(shù)據(jù)進行時鐘恢復，相當于一個帶有示波器功能的誤碼率分析儀，適合于對高速光電器件進行誤碼定位和抖動分析。
Teledyne LeCroy(力科)市場經(jīng)理胡為東也認為：“當前高速接口測試上的主要挑戰(zhàn)包括：測試儀器是否能夠提供足夠高的帶寬，以滿足多通道高速信號接口的測試需求；測試儀器的高通道帶寬數(shù)量是否足夠；是否有強大的串行數(shù)據(jù)分析軟件協(xié)助對高速信號的分析和調(diào)試?！薄?/P>
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Teledyne LeCroy(力科)市場經(jīng)理胡為東
目前力科提供的實時數(shù)字示波器帶寬已達到65GHz，并且計劃推出100GHz帶寬的實時數(shù)字示波器。同時，通過使用通道同步專利技術，力科可提供最高密度的高帶寬通道，65GHz的帶寬通道數(shù)可達40個，為了測試多通道的眼圖和串擾，力科還推出了新一代串行數(shù)據(jù)分析軟件SDAIII，能夠實現(xiàn)4通道眼圖的同時測量，并可針對噪聲進行分解分析。此外，力科推出了具有協(xié)議握手能力的誤碼測試儀PeRT3，專門針對高速信號測試接口(如USB3/PCIE/SATA/SAS)而開發(fā)，可與高性能示波器和串行數(shù)據(jù)分析軟件構成一套包括高速接口物理層測試、接收機抖動容限測試在內(nèi)的全套自動化測試解決方案。
由于采用了獨有的磷化銦半導體工藝和芯片技術，安捷倫現(xiàn)有的高速接口測試產(chǎn)品包括單臺實現(xiàn)的光調(diào)制域分析儀、63GHz實時帶寬的磷化銦示波器、多達16通道(每通道60GHz帶寬)的單臺采樣示波器、多通道脈沖碼型發(fā)生器達32Gbps、各種誤碼率分析儀(并行、串行可達32Gbps)。為了支持不同的抖動分離算法，安捷倫90000系列示波器最近將其抖動分析軟件升級，可支持業(yè)界提供的幾乎所有算法，一旦出現(xiàn)問題，則能夠關聯(lián)和該問題相關的所有參數(shù)和分析結果。而對于復雜的應用，安捷倫則可在示波器解碼的同時也可提供獨立的協(xié)議分析儀，例如HDMI之類的協(xié)議分析等等。
接收端測試日益受到重視
盡管目前國內(nèi)市場對Rx接收端測試還很陌生，接觸的機會也不多，但其重要性日益受到人們的重視，主要原因在于，現(xiàn)階段的接收機中已集成了更多的復雜功能，如均衡、時鐘數(shù)據(jù)恢復(CDR)等，因此接收機的性能也需要一種合理的測試方法。單純的發(fā)射機一致性測試不足以確保整個系統(tǒng)的誤碼率要求，如何才能保證接收端能正確地接收到信號才是關鍵所在。[!--empirenews.page--]
王志坤指出：“Rx測試多了很多以往在Tx測試中不用考慮的因素，Rx測試是一個系統(tǒng)等級的仿真，包括DUT的Tx、接受器的時鐘恢復、誤碼偵測等，所以接收機測試完整地體現(xiàn)了系統(tǒng)的質量。泰克開發(fā)的BERTScope系列不僅能對Tx端信號進行眼圖和抖動分析，還可以根據(jù)規(guī)范要求，進行Rx誤碼率以及抖動容限測試，特別是針對于計算機系統(tǒng)、通信中的高速總線標準(電接口或光接口)，如PCIe、SATA、SAS、USB 3.0、DP、Fibre Channel、802.3KR、SFP+等，提供一體化的物理層一致性測試方案。 ”泰克目前正通過一系列活動把Rx測試的實際操作經(jīng)驗和體驗帶給中國本土系統(tǒng)廠商，讓更多的工程技術人員知道為什么要做Rx測試及怎樣做Rx測試，從而幫助提升整個行業(yè)的高速系統(tǒng)測試水平。
泰克新推出的BERTScope286C誤碼率分析儀
對此，杜吉偉也同樣表示道： “Rx接收端的測試遠比Tx發(fā)射端來得復雜，非常重要的一點是測量的自動化、校準的自動化。目前安捷倫可提供多種高速總線的測量自動化、校準自動化方案，其中，N5990A Rx自動測量軟件不僅支持多種不同的總線Rx測試、還支持不同的硬件，無論是JBERT N4903，還是ParBERT 81250A， 甚至任意波發(fā)生器M8190A都可以完成自動控制和測試。作為Rx校準測試的一部分，安捷倫特有的磷化銦示波器也已被N5990A集成到自動測試系統(tǒng)中去?！睋?jù)了解，安捷倫可為用戶提供三種Rx接收端測試方案，包括串行誤碼分析儀N4903B、并行誤碼分析儀81250A及任意波發(fā)生器M8190A，此外，安捷倫還可為工程師提供100G多通道Rx測試。
關注儀器或系統(tǒng)本身誤差
在進行高速通信接口的測試操作時，為了能夠得到一致性結果，需要考慮的因素有許多，包括測試夾具、測試電纜、適配器、信號邊沿限制器、ISI碼間干擾仿真器、預加重、抖動分量注入等等，具體到每一個高速接口的測試，其需要注意的事項也各不相同。
杜吉偉表示，在高速接口測試過程中，必須特別關注儀器或測量系統(tǒng)本身帶來的誤差，這是因為實時示波器自身會帶來本底噪聲和固有抖動，信號源本身也有固有抖動，這將導致測量結果的差異，這也是磷化銦示波器和JBERT受到市場歡迎的原因之一；此外不同儀器廠家的測量算法也會不同，對于實時示波器可考慮使用Intel的Sigtest.exe分析軟件測量高速總線，從而擺脫廠家算法不同所帶來的差異。
他同時指出，電纜等帶來的誤差也不容忽視，這可采用安捷倫的PrecisionProbe方案來對所用電纜或探頭進行交流校準，去除其誤差；而對于不同的測量點或測量參考面，其測量結果也有可能不同，對此可使用安捷倫的InfiniiSim方案得到不同測量參考面上的波形，使得測量結果更具有參考性。
對于如此復雜的測試系統(tǒng)，為了協(xié)助客戶盡可能地節(jié)約投資成本，一些測試廠商在高帶寬示波器中充分預留了帶寬升級功能，并且在軟件和操作界面上加強了兼容性和靈活性。例如：安捷倫部分型號示波器的帶寬升級無需返回原廠，用軟件激活即可，以軟件平臺的概念讓用戶實現(xiàn)平滑移植，幫助客戶快速導入新的測試應用；N5990A Rx接收端自動測試軟件支持任何新總線，只需增加一個庫而已；89601矢量信號分析軟件甚至支持不同的儀器硬件，包括實時示波器、邏輯分析儀、頻譜分析儀、仿真軟件等；安捷倫提供的用戶自定義應用可以讓用戶自己對現(xiàn)有一致性測試軟件進行測試項目的添加等。
同樣地，力科高帶寬示波器具有帶寬升級功能，用戶可只購買當前所用帶寬型號的儀器，將來可根據(jù)測試信號速率的需要來選擇進行升級；另外，力科示波器從低到200MHz，高到65GHz均采用了同樣的測試操作界面，這樣只要用過一款力科的產(chǎn)品，就能夠勝任對所有產(chǎn)品的使用，能夠方便用戶快速導入新的測試應用。
在專業(yè)技術支持上，近年來以安捷倫、泰克為代表的測試廠商在上海、深圳、北京、成都等地紛紛建立了高速實驗室，幫助工程師實際了解高速通信接口測試技術。這些高速實驗室均提供一站式服務，其中包括實時示波器、誤碼率分析儀、任意波發(fā)生器、網(wǎng)絡分析儀等儀器設備，工程師可自帶被測對象，和實驗室預約實際測試時間，大大節(jié)省了客戶測試所需的時間，且測試結果的一致性或可靠性也較高。另外，安捷倫科技還和一些全球授權的官方認證實驗室展開合作，以便幫助還在前期研發(fā)階段或生產(chǎn)早期階段的客戶。
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