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验证信
完整性设计人员手册
tektronix
Enabling Innovation
验证信号完整性设计人员手册
>入门手册
目录
引言和概述…………3-5运行验证、向題检测和调试……24-31
设计项目概述
考察数字数据和模拟交互
24
测量步骤与设计步骤保持同步
逻辑分析仪为数字数据分析
信号完整性概念概述
提供了适当的工具
进行连接
阻抗测量
………6-10
追踪错误
信号完整性基础
从模拟角度看
阻抗测量工具和技术概述
迅速检测信号完整性问题的快捷方式
阻抗测量程序及总结
Link系列工具:
设置及进行连接
把两种强大的测量工具结合起来
真正差分TDR测量
TDR测量和结果
外部总线一致性测试…
关键测量支持最终通过/失败测试
ASIC检验………………………11-13
自检方法离不开可靠的信号
在信号源上保证信号完整性
发射机测试奠定了基础
从基本到高级的数字检验步骤
光学调制幅度是
10GbE发射机测量中的典型指标
基本功能检验……14-18
遵守标准
34
检查新兴设计的“心跳”
估算OMA的“近似”方法
检验工具
检查新设计的脉冲
4667
检定
36-37
SSC实例:串行ATA时钟
定义和规范成品
扩频时钟和串行ATA
设计人员的技术数据和最终用户的技术数据37
内部总线一致性测试
19-23小结和总结……
致性测试为互通铺平了道路
组装前检验
探测:一致性测试的要求
探测:电气问题
999
功能检验和调试
系统检验和测量
探测:物理考虑因素
进行连接
一致性测试从多个角度考察信号
采集,然后进行分析
眼图:一致性测试测量的基石
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引言和概述
DDR2存储器
本入门手册面向对实际环境中高性能数字系统设计感兴
趣的工程人员,包括时间限制、成本限制、质量要求和
制造能力问题。
本入门手册的重点是信号完整性,这是影响数字设计的
一个关键测量问题。“信号完整性”一词涵盖了影响数
Pci-express
字设计性能和可靠性的各种模拟因素。随着系统速度提
高,信号完整性成为更大的挑战:保持干净的脉冲边
存储控制器集线器2
沿、较低的噪声和畸变及标称的幅度和时序特征变得更se2?
加困难。严格的信号完整性测量体系可以追踪这些问题
的根本原因。
串行
AIA
许多设计人员关注一致性测试测量。根据行业标准执行
一致性测试保证了各个系统单元之间的互通能力,这些
10 Gbe EXAUI
测量通常会包括一系列规定的采集和分析步骤。但是,
O控制器集线器
CPU
CPU
成功的一致性测试通常依赖于找到和消除通常会导致错
键盘
误的信号完整性问题。因此,本入门手册不仅考察一致鼠标』ロロロロロロロ
性测量,还考察可能会影响这些测量的信号完整性问
题
图1-1.服务器主板包括多条行业标准串行总线。
设计流程由多个步骤组成,每个步骤都有特定的信号完
整性挑战和測量需求。为说明满足这些需求的部分解决设计项目概述
方案,我们将以一块新服务器主板设计为例,介绍从原设计项目是一块服务器主板,如图1-11所示。这块主板
始印刷电路板(PCB)到成品的整个过程。
的性能、其处理器及芯片组決定着旗舰系统级产品的整体
吞吐量。
使数据吞吐量最大化至关重要,但不能以降低可靠性为代
价。必须从原始电路板上的阻抗到完成的设计的一致性测
试和测量,检验新主板的每个功能单元。这可以加快开发
速度(提前找到问题,使改进工作达到最小),按时向市场
上推出新产品。在竞争异常激烈的产品开发市场中,绝大
部分利润会流向那些最快发布的高性能产品。
本入门手册中介绍的主板和系统是为说明设计流程的各个步骤构建的。主板可以包括多种功能组合,这些功能在一台设备中通常是找不到的。
但是,本文中概括的每个步骤都解决了实际环境中的測量挑战。
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>入门手册
组装前检验
功能检验和调试
系统检验和检定
阻抗测量
ASIC检验
基本功能检验
内部总线
运行验证、
外部总线
检定
致性测试问题检测、调试
致性测试
检查PCB走线和「检验IC将支持系「检查时钟、总「执行眼图分析运行测试,检测确认信号完整性,测量和存档信号
连接器上的阻抗统规范
线、启动等
错误,识别和追‖在输出上运行眼余量和极限
踪问题
图测试
图1-2.主板设计流程中的各个步聚
主板将作为最终产品的一部分,该产品是为需要高吞吐测量步骤与设计步骤保持同步
量服务器实现方案的客户设计的。为提供要求的性能和设计项目在每一步都包括多项关键测量,这要求解决方
可靠性,主板将采用先进的技术,如PCI- Express、行案中包括高性能实时示波器和采样示波器、逻辑分析
ATA、XAUl、千兆位以太网(Gb日)和双倍数据速率RAM仪、完善的探头和夹具,在某些情况下还要包括TDR(时
( DDR RAN,在本例中是第二代DDR2)。
域反射计)和光学测量使用的专用采集模块。从测量角
PCI- Express代替了传统的芯片到芯片总线,如图形界度看,设计流程的各个步骤顺序如图1-2所示。
面总线和PC系统总线。先进的PCI- Express实现方案在快速回顾信号完整性定义后,我们将根据这些步骤,
可以为网络阵列提供强健的10Gb/s接口,支持千兆位以依次查看信号完整性测量怎样在高性能数字系统开发中
太网、USB2.0、10Gb光纤通道及其它协议。这个主板发挥关键作用。
设计包括一条4 X PCI Express图形总线和一条16XPC
Xpress I,
O总线。
与许多服务器设计一样,主板依赖一对CPU,执行指令,
快速传送数据。高速存储器控制集线器(MCH或“北桥
协调事务,在DDR2通道、CPU对及电路板上其它功能
单元之间传送数据。I/O控制集线器(OCH或“南桥”)监
控外设总线的事务及到安装在内部的PCl设备的连接
整个电路板总线上有几千兆位的数据速率。单位间隔(U)
非常简短,只有几百皮秒(ps)。许多信号的上升时间不到
100pS。数据在差分传输线路上在内部和外部传送,差分
传输线路必须满足严格规定的行业标准。最重要的是,电
路板的高速运行特点要求特别注意信号完整性问题。
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