誤碼率測試儀

誤碼率測試儀BSA175C主要特點和優點

• 高達28.6 Gb/s 的碼型發生、誤碼分析和BER 測試能力
• 經校準的集成經校準的集成壓力生成技術，滿足多種標準壓力接收機靈敏度和時鐘恢復抖動容限測試要求
• • *高100MHz 的正弦抖動(SJ)頻率
  • 隨機抖動(RJ)
  • 有界不相關抖動(BUJ)
  • 正弦干擾(SI)
  • 擴展頻譜時鐘
  • 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
  • SFP+/SFI
  • XFP/XFI
  • OIF/CEI
  • 光纖通道(FC8, FC16, FC32)
  • SATA
  • USB 3.0*
  • InfiniBand (SDR, QDR, FDR, EDR)
• 抖動裕量(Margin)測試、抖動容限一致性模板測試
• 快速輸入上升時間/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、抖動峰值、BER輪廓和Q因子分析，使用標準或用戶自定義抖動容限模板庫進行***測試
• 集成的眼圖和BER相關分析
• 抖動分離及定位（Jitter Map)選件系統豐富的抖動解析 – 支持長碼型(如PRBS-31)抖動三角測量，把基于BER的抖動分解功能擴展到Dual Dirac TJ、DJ和RJ限制之外，**分解抖動子成分
• **的誤碼定位分析技術（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誤碼分析，執行誤碼突發分析或無誤碼間隔分析

誤碼率測試儀BSA175C應用

• 設計驗證包括信號完整性、抖動和時序分析
• 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絡系統認證測試
• 設計/ 驗證高速I/O 組件和系統
• 信號完整性分析- 模板、峰值抖動、BER 輪廓、抖動分離及定位(Jitter Map)和Q 因子分析
• 設計/ 驗證光發射接收機

誤碼率測試儀BSA175C多域觀測

眼圖一直作為系統性能簡單、直觀的表現，但是很難和BER性能聯系起來，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，不容易發現一些罕見偶發的事件。誤碼儀 (BERT) 能夠對每一個比特計數，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的表征和故障排查。

BERTScope結合兩者的優勢，允許快速、簡單的觀測眼圖，并比傳統的眼圖測試樣本多至少多兩個數量級。可以按照上圖的例子中所示的那樣，通過簡單的移動BERT 的采樣點，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，檢驗是否性能問題是有界的，或者可能會導致哪些故障。在每一個例子里，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。

誤碼率測試儀BSA175C數據豐富的眼圖

BERTScope 測試光接口信號。在這個例子中自動切換光域測量。

 

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巨大的差異。這個差異意味著你能看到更加真實的情況，無論是什么樣的系統，更多低概率事件將會隨著每次長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。通過一鍵式的BER Contour、抖動峰值和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。

誤碼率測試儀BSA175C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樣點進行采樣，包括在眼圖之上和之下的區域。不僅如此，每一個點都能看到之前從未看到過的深度。這意味著既是使用工業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有隱藏的問題。

誤碼率測試儀BSA175C為工業標準提供高精度的抖動測試

無論測試碼型的長短，靠推算得到抖動結果得方法是不能達到*高抖動測量精度的。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，可以確保抖動測試的精度。可使用內建的抖動計算模型，包括TJ，RJ，DJ，或者將測試數據輸出，進行自定義的抖動建模分析。

BSA286C的低固有RJ可以同時滿足802.3ba的VECP(垂直眼圖閉合代價)和J2/J9校準，并提供所需的重要裕量，**檢定100G以太網芯片。

誤碼率測試儀BSA175C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時眼的張開度。一致性輪廓(等高線)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。

快速選型指南

誤碼率測試儀BSA175C靈活的時鐘模式

BERTScope STR 選項的時鐘路徑

 

BERTScope 非常有特色時鐘產生路徑，為現實世界中不斷涌現出的設備提供了靈活的測試方案。無論是電腦插卡還是硬盤，通常都需要提供子速率(sub-rate)系統時鐘，例如PCIExpress中100MHz的時鐘。為了能使被測系統正常工作，需要提供差分的系統時鐘，而且時鐘的幅度、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鐘的生成。

PCI Express Tx 端測量- 上面的截圖是用BERTScope 進行的一致性測量。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 的差分信號作為時鐘。使用BERTScope CR(時鐘恢復模塊)為子卡輸出的數據信號按照一致性要求的環路帶寬進行時鐘恢復。左上圖顯示的是被測設備通過了相應的測試模板。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技術的一致性標準。還可使用額外的調制器和信號源產生耦合了高幅度、低頻率的正弦抖動(SJ)的時鐘。

誤碼率測試儀BSA175C處理閉合的眼圖

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

 

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

對于Rx測試，DPP125數字預加重器為BERTScope增加了經校準的預加重輸出，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：

• 1-12.5Gb/s 時鐘頻率
• 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 (眼圖張開器、時鐘復用器、時鐘倍頻器)

PatternVu

PatternVu

 

PatternVu 選件是一套軟件實現的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個抽頭(tap)，并且可以選擇每個UI 的抽頭(tap) 分辨率。

PatternVu還包括CleanEye功能，即碼型固定的、經過平均處理后的眼圖，可以去除眼圖的非確定性抖動分量。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 的一個部分，能夠顯示所捕獲的固定碼型中的任意一個比特，非常類似實時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行分析。

誤碼率測試儀BSA175C時鐘恢復

直觀用戶界面提供了對所有操作參數的簡單控制。獨特的環路回饋視圖描繪了環路帶寬的特性-該圖是真實測量的結果，而不是數據設置過程

 

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

誤碼率測試儀BSA175C顯示和測量SSC 抖動波形

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。

 

擴頻時鐘(SSC)在*新的串行標準中經常使用到，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)和調制頻率等自動化測量項目。也包括了數據速率的顯示以及簡單易用的垂直、水平光標。

誤碼率測試儀BSA175C抖動分析

抖動頻譜測量

 

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

誤碼率測試儀BSA175CRx 端壓力眼圖測試

像進行PCI Express2.0這類的串行總線一致性Rx端壓力測試，通常需要用到多臺獨立的儀器和設備，不得不花幾個小時去設置儀器、連接被測設備。通過BERTScope一臺儀器，以及測試向導來控制所有的經校準的壓力源，非常方便的進行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，減少了校準過程，大大簡化了壓力測試的校準和測試。

 

外部連接的網絡隨時都在變化，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，但在現實世界，像10Gb/s的背板系統和其他高速總線的Rx 抖動容限性能必須要考慮到。壓力眼圖測試(Stressed Eye Testing)現在在許多的工業規范中變得越來越常見。另外，工程師可以利用壓力眼圖測試來發現Rx端接收性能的極限，用以檢查系統在設計和生產過程中的裕量。

誤碼率測試儀BSA175C靈活的產生信號損傷

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 內建的抖動容限功能通過用戶自定義的容限模板，自動的完成這項測試。同時，BERTScope 還提供了許多標準的測試庫供用戶使用。

 

BERTScope 內建了高質量、經校準的各種信號損傷源，包括RJ、SJ、BUJ 和SI。

ISI 是許多標準中常見的信號損傷類型。BSA12500ISI 差分ISI板提供了可變的鏈路長度，產生各種ISI 干擾。

壓力眼圖測試選項


BERTScope 碼型發生器

 

BSA125, BSA175, 和BSA286 系列碼型發生器提供了完整的PRBS 碼型發生功能，支持標準和自定義碼型。STR 選項可以產生集成的、經校準的壓力信號，可以替代傳統多儀器、手動校準的方案。

誤碼率測試儀BSA175C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時在線數據分析，BERTScope 還提標配了一個非常有用的功能-碼型捕獲。該功能允許用戶指定重復碼型的長度，BERTScope連續的捕獲指定長度的數據，長度可達128Mb。這筆數據可以作為新的判決器的參考碼型，可以編輯、保存以便未來使用。

強大的誤碼分析功能- 在這個例子中，眼圖測試結果和BER 聯系在一起，發現并解決了內存控制芯片的一個問題。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的特征。接著將BER 判決點移動到該區域上仔細勘察。誤碼分析結果顯示出問題特征和碼型中第24 個標記位有一定的聯系。進一步調查發現和IC 內部的時鐘分頻有關；系統時鐘是輸出數據速率的24分頻。重新設計芯片中增大了對時鐘鏈路的隔離后，就能得到右下角所示的干凈眼圖。

 

誤碼率測試儀BSA175C抖動測量

MJSQ 標準Dual Dirac 抖動測量

 

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

物理層測試套件使用廣泛認可的Dual Dirac方法測試總體抖動(Total Jitter)和對總體抖動的分離，隨機抖動(RJ)、確定性抖動(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時所采集的樣本深度，并很少采用推算的方法測量抖動。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。

抖動分離及定位(Jitter Map)

 

選件抖動分離及定位(Jitter Map) 是BERTScope 上*新的抖動測量套件。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測量。選件抖動分離及定位(Jitter Map) 能在長碼型上(例如PRBS31)進行抖動測量和分離，也支持非PRBS 的實時在線數據抖動分析(需要實時數據分析選件)。

主要特性包括：

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

誤碼率測試儀BSA175C接口卡在線測試

Jitter Peak and BER Contour measurements made on live data.

 

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