USB测试眼图测试系列

  克劳德高速数字信号测试实验室致敬信息论创始人克劳德·艾尔伍德·香农，以成为高数信号传输测试界的带头者为奋斗目标。

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眼图，是由于示波器的余辉作用，将扫描所得的每一个码元波形重叠在一起，从而形成眼图。其是指利用实验的方法估计和改善(通过调整)传输系统性能时在示波器上观察到的一种图形。观察眼图的方法是:用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形像人的眼睛，故称为"眼图"。眼图中包含了丰富的信息，从眼图上可以观察出码间串扰和噪声的影响，体现了数字信号整体的特征，从而可以估计系统优劣程度，因而眼图分析是高速互连系统信号完整性分析。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰，改善系统的传输性能。USB测试眼图测试系列眼图分析测试详解克劳德高速数字信号测试实验室。

由于眼图是用一张图形就完整地表征了串行信号的比特位信息，所以成为了衡量信号质量的重要工具，眼图测量有时侯就叫“信号质量测试”。此外，眼图测量的结果是合格还是不合格，其判断依据通常是相对于“模板（Mask）”而言的。模板规定了串行信号“1”电平的容限，“0”电平的容限，上升时间、下降时间的容限。所以眼图测量有时侯又被称为“模板测试（MaskTest）”。模板的形状也各种各样，通常的NRZ信号的模板如图五和图八蓝色部分所示。在串行数据传输的不同节点,眼图的模板是不一样的，所以在选择模板时要注意具体的子模板类型。如果用发送端的模板来作为接收端眼图模板，可能会一直碰模板。但象以太网信号、E1/T1的信号，不是NRZ码形，其模板比较特别。当有比特位碰到模板时，我们就认为信号质量不好，需要调试电路。有的产品要求100%不能碰模板，有的产品是允许碰模板的次数在一定的概率以内。示波器中有测量参数可自动统计出碰到模板的次数。此外，根据“侵犯”模板的位置就能知道信号的哪方面有问题从而指导调试。如图九表明信号的问题主要是下降沿太缓，图十表明1电平和0电平有“塌陷”，可能是ISI问题导致的。

传统眼图测量方法的原理传统方法的个缺点就是效率太低。对于现在的高速信号如PCI-ExpressGen2，PCI-SIG要求测量1百万个UI的眼图，用传统方法就需要触发1百万次，这可能需要几个小时才能测量完。第二个缺点是，由于每次触发只能叠加一个UI,形成1百万个UI的眼图就需要触发1百万次，这样不断触发的过程中必然将示波器本身的触发抖动也引入到了眼图上。对于2.5GBbps以上的高速信号，这种触发抖动是不可忽略的。如何同步触发，也就是说如何使每个UI的数据相对于触发点排列？也有两种方法，一种方法是在被测电路板上找到和串行数据同步的时钟，将此时钟引到示波器作为触发源，时钟的边沿作为触发的条件。另外一种方法是将被测的串行信号同时输入到示波器的输入通道和硬件时钟恢复电路(CDR)通道，硬件CDR恢复出串行数据里内嵌的时钟作为触发源。这种同步方法引入了CDR抖动，这是传统方法的第三个缺点。眼图测试的简介眼图测试的介绍？

眼图的模板测试

前面介绍的眼图是一种快速对信号进行统计分析的测量方法，对于信号质量的定性分析和Debug比较有用，但是在有些情况下，测量出信号的眼高、眼宽等参数还不够，我们还需要快速判决该被测信号是否满足相应的总线的规范要求，这时候就会用到模板测试。

所谓模板，就是把对于信号高电平的范围要求、低电平的范围要求、抖动的范围等的指标事先定义好，然后把这些要求做成一个模板文件。典型的模板定义有3部分区域组成，上面的区域定义了对信号的幅度要求，下面的区域定义有3部分区域组成，区域定义对信号的眼图张开度要求。 数字信号在示波器上而显示的图形。解决方案眼图测试信号完整性测试

眼图参数有很多，如眼高、眼宽、眼幅度、眼交叉比、“1”电平，“0”电平，消光比，Q因子，平均功率等。USB测试眼图测试系列

（5）眼图测量中需要叠加的波形或比特的数量：在眼图测量中，叠加的波形或比特的数量不一样，可能得到的眼图结果会有细微的差异。由于随机噪声和随机抖动的存在，叠加波形或比特数量越多，眼的张开程度就会越小，就越能测到是恶劣的情况，但相应的测试时间也会变成。为了在测量结果的可靠性以及测量时间上做一个折中，有些标准会规定眼图测量需要叠加的波形或比特数量，比如需要叠加1000个波形或者叠加1Mbit。

（6）眼图位置的选择:当数字信号进行波形或者比特叠加后，形成的不只是一个眼图，而是一个个连续的眼图。如果叠加的波形或者比特数量足够，这些眼图都是很相似的，因此可以对其中任何一个眼图进行测量。 USB测试眼图测试系列

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