誤碼率分析儀
主要特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)

• 高達28.6 Gb/s 的碼型發(fā)生、誤碼分析和BER 測試能力
• 經(jīng)校準的集成經(jīng)校準的集成壓力生成技術(shù)，滿(mǎn)足多種標準壓力接收機靈敏度和時(shí)鐘恢復抖動(dòng)容限測試要求
• • *高100MHz 的正弦抖動(dòng)(SJ)頻率
  • 隨機抖動(dòng)(RJ)
  • 有界不相關(guān)抖動(dòng)(BUJ)
  • 正弦干擾(SI)
  • 擴展頻譜時(shí)鐘
  • PCIe 2.0和3.0接收機測試
  • 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(dòng)裕量(Margin)測試、抖動(dòng)容限一致性模板測試
• 快速輸入上升時(shí)間/高輸入帶寬錯誤檢測器，準確分析信號完整性
• 物理層測試套件，支持模板測試、抖動(dòng)峰值、BER輪廓和Q因子分析，使用標準或用戶(hù)自定義抖動(dòng)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(dòng)分離及定位（Jitter Map)選件系統豐富的抖動(dòng)解析 – 支持長(cháng)碼型(如PRBS-31)抖動(dòng)三角測量，把基于BER的抖動(dòng)分解功能擴展到Dual Dirac TJ、DJ和RJ限制之外，**分解抖動(dòng)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性誤碼，執行詳細的碼型相關(guān)誤碼分析，執行誤碼突發(fā)分析或無(wú)誤碼間隔分析

應用

• 設計驗證包括信號完整性、抖動(dòng)和時(shí)序分析
• 對高速串行系統、復雜設計的性能測試
• 串行數據流和高性能網(wǎng)絡(luò )系統認證測試
• 設計/ 驗證高速I(mǎi)/O 組件和系統
• 信號完整性分析- 模板、峰值抖動(dòng)、BER 輪廓、抖動(dòng)分離及定位(Jitter Map)和Q 因子分析
• 設計/ 驗證光發(fā)射接收機

多域觀(guān)測

眼圖一直作為系統性能簡(jiǎn)單、直觀(guān)的表現，但是很難和BER性能聯(lián)系起來(lái)，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)現一些罕見(jiàn)偶發(fā)的事件。誤碼儀 (BERT) 能夠對每一個(gè)比特計數，因此能夠提供基于很大量數據集樣本的測試，但是測試結果缺乏對信息的直觀(guān)的表征和故障排查。

BERTScope結合兩者的優(yōu)勢，允許快速、簡(jiǎn)單的觀(guān)測眼圖，并比傳統的眼圖測試樣本多至少多兩個(gè)數量級。可以按照上圖的例子中所示的那樣，通過(guò)簡(jiǎn)單的移動(dòng)BERT 的采樣點(diǎn)，將光標放在感興趣的地方，使用強大的誤碼分析能力，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(wèn)題是有界的，或者可能會(huì )導致哪些故障。在每一個(gè)例子里，測試樣本碼型可以是2³¹-1的偽隨機碼，可以幫助建立模型或者故障定位。

數據豐富的眼圖

BERTScope 測試光接口信號。在這個(gè)例子中自動(dòng)切換光域測量。

 

正如前面所示，BERTScope 在測量數據樣本深度方面與傳統的眼圖測試有著(zhù)巨大的差異。這個(gè)差異意味著(zhù)你能看到更加真實(shí)的情況，無(wú)論是什么樣的系統，更多低概率事件將會(huì )隨著(zhù)每次長(cháng)數據碼型運行而出現，不管是有隨機噪聲，還是從VCO引起的隨機抖動(dòng)。通過(guò)一鍵式的BER Contour、抖動(dòng)峰值和Q-因子測試，能夠增加對系統更深層次的認識，增加對設計的信心。

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，得到高精度的系統的性能，又可以用少量樣本測試，和取樣示波器的測試結果匹配。在上圖所示的是光接口的眼圖測試。如果將BERTScope的采樣深度僅設置為3000 個(gè)波形，BERTScope 在1 秒鐘之內就能生成眼圖。測量得到的裕量有20%，和取樣示波器的測試結果一致。下面一點(diǎn)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(gè)樣點(diǎn)進(jìn)行采樣，包括在眼圖之上和之下的區域。不僅如此，每一個(gè)點(diǎn)都能看到之前從未看到過(guò)的深度。這意味著(zhù)既是使用工業(yè)標準化模板或自定義模板持續測試幾秒鐘，也能確保被測設備沒(méi)有隱藏的問(wèn)題。

為工業(yè)標準提供高精度的抖動(dòng)測試

無(wú)論測試碼型的長(cháng)短，靠推算得到抖動(dòng)結果得方法是不能達到*高抖動(dòng)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 的一鍵式測量都嚴格符合MJSQ 定義的抖動(dòng)測試方法，并且BERTScope 中內部的延遲 控制是誤碼儀中*好的，可以確保抖動(dòng)測試的精度。可使用內建的抖動(dòng)計算模型，包括TJ，RJ，DJ，或者將測試數據輸出，進(jìn)行自定義的抖動(dòng)建模分析。

BSA286C的低固有RJ可以同時(shí)滿(mǎn)足802.3ba的VECP(垂直眼圖閉合代價(jià))和J2/J9校準，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

目前許多的測試標準像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(shí)眼的張開(kāi)度。一致性輪廓(等高線(xiàn))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(guò)。

快速選型指南

靈活的時(shí)鐘模式

BERTScope STR 選項的時(shí)鐘路徑

 

BERTScope 非常有特色時(shí)鐘產(chǎn)生路徑，為現實(shí)世界中不斷涌現出的設備提供了靈活的測試方案。無(wú)論是電腦插卡還是硬盤(pán)，通常都需要提供子速率(sub-rate)系統時(shí)鐘，例如PCIExpress中100MHz的時(shí)鐘。為了能使被測系統正常工作，需要提供差分的系統時(shí)鐘，而且時(shí)鐘的幅度、偏置各有不同；BERTScope 內部提供靈活的分頻系數，其靈活構架可以完成各種時(shí)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(shí)鐘。使用BERTScope CR(時(shí)鐘恢復模塊)為子卡輸出的數據信號按照一致性要求的環(huán)路帶寬進(jìn)行時(shí)鐘恢復。左上圖顯示的是被測設備通過(guò)了相應的測試模板。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。

 

擴頻時(shí)鐘(SSC)通常用于串行系統中，以減小EMI 的干擾。BERTScope可以調節的SSC的調制幅度、頻率和調制的輪廓，如三角波、正弦波等，因此允許測試任何一種使用SSC技術(shù)的一致性標準。還可使用額外的調制器和信號源產(chǎn)生耦合了高幅度、低頻率的正弦抖動(dòng)(SJ)的時(shí)鐘。

處理閉合的眼圖

BERTScope 的用戶(hù)界面設計友好、操作簡(jiǎn)單。上圖顯示的是不同tap權重對預加重影響的時(shí)域特性。下方的波特圖顯示是濾波器如何補償通道的損耗。

 

隨著(zhù)通道中電信號的數據率越來(lái)越快，通道的損耗經(jīng)常導致信號在Rx端的眼圖閉合。在實(shí)際的系統中，常使用Equalization(均衡)補償通道的損傷，以得到“張開(kāi)的眼圖”。Tektrnoix 提供了強大的工具來(lái)幫助設計者測試和鑒定Tx/Rx組件是否滿(mǎn)足標準。

對于Rx測試，DPP125數字預加重器為BERTScope增加了經(jīng)校準的預加重輸出，用以模擬Tx 端的預加重特性。預加重目前廣泛使用在10GBASE-KR, PCIe, SAS, DisplayPort, USB3.0 等標準中。

特點(diǎn)：

• 1-12.5Gb/s 時(shí)鐘頻率
• 兩種型號分別支持3- 階或4- 階tap
• 靈活的光標位置，允許預設光標和滯后光標
• 選項ECM (眼圖張開(kāi)器、時(shí)鐘復用器、時(shí)鐘倍頻器)

PatternVu

PatternVu

 

PatternVu 選件是一套軟件實(shí)現的FIR 濾波器，能夠在眼圖顯示之前使用。在使用均衡的Rx 系統中，PatternVu 能夠觀(guān)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果中。均衡器*多允許有32個(gè)抽頭(tap)，并且可以選擇每個(gè)UI 的抽頭(tap) 分辨率。

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

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

時(shí)鐘恢復

直觀(guān)用戶(hù)界面提供了對所有操作參數的簡(jiǎn)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(shí)測量的結果，而不是數據設置過(guò)程

 

Tektronix的CR125A, CR175A, 和CR280A產(chǎn)品提供了靈活的一致性時(shí)鐘恢復方案。許多標準的抖動(dòng)測試要求使用指定環(huán)路帶寬的時(shí)鐘恢復。使用不確定或未知的環(huán)路帶寬將帶來(lái)錯誤的抖動(dòng)測量。Tektronix*新的時(shí)鐘恢復儀器能夠為各種標準測試提供簡(jiǎn)單、**的測量。

顯示和測量SSC 抖動(dòng)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。

 

擴頻時(shí)鐘(SSC)在*新的串行標準中經(jīng)常使用到，以減小EMI干擾，例如：SATA，PCI Express和下一代SAS。Tektronix CR家族支持擴頻時(shí)鐘的恢復，能夠顯示和測量SSC調制波形。包括了*大、*小頻率偏差(ppm或ps為單位)、調制變化率(dF/dT)和調制頻率等自動(dòng)化測量項目。也包括了數據速率的顯示以及簡(jiǎn)單易用的垂直、水平光標。

抖動(dòng)分析

抖動(dòng)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(shí)鐘恢復從1.2-11.2Gb/s進(jìn)行DCD 和實(shí)時(shí)抖動(dòng)頻譜分析。抖動(dòng)頻譜顯示頻率范圍從200Hz 到90MHz，可以使用光標進(jìn)行測量。可以使用用戶(hù)可設置的頻率限定進(jìn)行抖動(dòng)的帶限測量( 上圖例子中是P C IExpress2.0 預設的帶寬限制和抖動(dòng)測量)

Rx 端壓力眼圖測試

像進(jìn)行PCI Express2.0這類(lèi)的串行總線(xiàn)一致性Rx端壓力測試，通常需要用到多臺獨立的儀器和設備，不得不花幾個(gè)小時(shí)去設置儀器、連接被測設備。通過(guò)BERTScope一臺儀器，以及測試向導來(lái)控制所有的經(jīng)校準的壓力源，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、調制器，減少了校準過(guò)程，大大簡(jiǎn)化了壓力測試的校準和測試。

 

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

靈活的產(chǎn)生信號損傷

各種的壓力損傷


許多標準要求測試在不同頻率、不同幅度、不同調制的SJ 對Rx 的影響。BERTScope 內建的抖動(dòng)容限功能通過(guò)用戶(hù)自定義的容限模板，自動(dòng)的完成這項測試。同時(shí)，BERTScope 還提供了許多標準的測試庫供用戶(hù)使用。

 

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

ISI 是許多標準中常見(jiàn)的信號損傷類(lèi)型。BSA12500ISI 差分ISI板提供了可變的鏈路長(cháng)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，支持標準和自定義碼型。STR 選項可以產(chǎn)生集成的、經(jīng)校準的壓力信號，可以替代傳統多儀器、手動(dòng)校準的方案。

碼型捕獲

碼型捕獲

 

對未知的輸入數據有幾種處理方法。對于上面所討論的實(shí)時(shí)在線(xiàn)數據分析，BERTScope 還提標配了一個(gè)非常有用的功能-碼型捕獲。該功能允許用戶(hù)指定重復碼型的長(cháng)度，BERTScope連續的捕獲指定長(cháng)度的數據，長(cháng)度可達128Mb。這筆數據可以作為新的判決器的參考碼型，可以編輯、保存以便未來(lái)使用。

強大的誤碼分析功能- 在這個(gè)例子中，眼圖測試結果和BER 聯(lián)系在一起，發(fā)現并解決了內存控制芯片的一個(gè)問(wèn)題。左上角的眼圖顯示了在信號在十字交叉區域出現比正常眼圖所少見(jiàn)的特征。接著(zhù)將BER 判決點(diǎn)移動(dòng)到該區域上仔細勘察。誤碼分析結果顯示出問(wèn)題特征和碼型中第24 個(gè)標記位有一定的聯(lián)系。進(jìn)一步調查發(fā)現和IC 內部的時(shí)鐘分頻有關(guān)；系統時(shí)鐘是輸出數據速率的24分頻。重新設計芯片中增大了對時(shí)鐘鏈路的隔離后，就能得到右下角所示的干凈眼圖。

 

抖動(dòng)測量

MJSQ 標準Dual Dirac 抖動(dòng)測量

 

數據速率在Gb/s 的信號其眼寬就幾百個(gè)皮秒，甚至更少。因此**的抖動(dòng)測量是控制抖動(dòng)預算的重要部分。BERTScope提供兩套工具來(lái)完成這些重要抖動(dòng)測試。

物理層測試套件使用廣泛認可的Dual Dirac方法測試總體抖動(dòng)(Total Jitter)和對總體抖動(dòng)的分離，隨機抖動(dòng)(RJ)、確定性抖動(dòng)(DJ)。BERTScope 采用的是誤碼儀的方法采集數據，樣本深度遠大于示波器測試抖動(dòng)時(shí)所采集的樣本深度，并很少采用推算的方法測量抖動(dòng)。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(dòng)分離及定位(Jitter Map)

 

選件抖動(dòng)分離及定位(Jitter Map) 是BERTScope 上*新的抖動(dòng)測量套件。該套件提供了復雜的分析子集，除了RJ和DJ 之外，還包括了許多更高速的標準一致性測試中定義的抖動(dòng)測量。選件抖動(dòng)分離及定位(Jitter Map) 能在長(cháng)碼型上(例如PRBS31)進(jìn)行抖動(dòng)測量和分離，也支持非PRBS 的實(shí)時(shí)在線(xiàn)數據抖動(dòng)分析(需要實(shí)時(shí)數據分析選件)。

主要特性包括：

• DJ 分解為有界不相關(guān)抖動(dòng)(BUJ)，數據相關(guān)抖動(dòng)(DDJ)，碼間干擾抖動(dòng)(ISI)，占空比失真抖動(dòng)(DCD)，包含F/2 抖動(dòng)在內的子速率抖動(dòng)(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
• 區分相關(guān)和非相關(guān)性抖動(dòng)分量，減小對長(cháng)碼型的DDJ 和RJ測試的混淆
• 可以測量*小眼張開(kāi)度的抖動(dòng)
• 增加了其他儀器所沒(méi)有的抖動(dòng)測試項目：加重抖動(dòng)(EmphasisJitter)，非相關(guān)抖動(dòng)(Uncorrelated Jitter)，數據相關(guān)性脈寬損耗(DDPWS)和非ISI 抖動(dòng)
• 直觀(guān)的抖動(dòng)分離樹(shù)顯示

接口卡在線(xiàn)測試

Jitter Peak and BER Contour measurements made on live data.

 

BERTScope 提供的實(shí)時(shí)數據分析選項可為高速線(xiàn)卡、主板和實(shí)時(shí)的數據提供物理層測量。BERTScope 采用了新型的雙判決(Dual-decision)系統，可以進(jìn)行參數測量，如一致性標準的眼圖測試、抖動(dòng)、BER 輪廓和Q- 因子等- 所有的這些測試都需要時(shí)鐘信號。Jitter Map 選項能夠對實(shí)時(shí)的數據進(jìn)行深入的抖動(dòng)的解析，而無(wú)需對不知道碼型長(cháng)度、或者無(wú)法預知數據流中插入的閑散符號而感到無(wú)助。故障定位和調試變得非常的簡(jiǎn)單，只要按一個(gè)鍵就能洞察被測系統物理層的情況。