帶有預(yù)加重和均衡的高速信號(hào)測(cè)量

對(duì)于當(dāng)今的高速系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，需要在更多的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行信號(hào)質(zhì)量控制，對(duì)于上述的典型高速背板系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，一般有如下三個(gè)環(huán)節(jié)：(1)子卡、背板的PCB版圖已經(jīng)完成（子卡指發(fā)送端子卡和接收端子卡）；(2)子卡已經(jīng)加工完成，背板的PCB版圖已經(jīng)完成但是尚未加工；(3)子卡和背板的PCB版圖已經(jīng)完成；

對(duì)于第一個(gè)環(huán)節(jié)，即子卡、背板的PCB版圖已經(jīng)完成，則主要是通過(guò)軟件仿真的方法。如使用HSPICE軟件將發(fā)送端和接收端芯片的HSPICE模型和背板的S參數(shù)模型整合到一起進(jìn)行通道仿真。此一環(huán)節(jié)進(jìn)行分析的優(yōu)點(diǎn)是目前只有電路設(shè)計(jì)圖紙，還未做成實(shí)物，如果此階段發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，則可以方便的修改調(diào)整設(shè)計(jì)，不會(huì)造成大量成本損失；而且必將大大縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，節(jié)省時(shí)間；缺點(diǎn)是需要芯片廠家提供精確的HSPICE模型（有時(shí)候得到這樣的精確模型比較困難）；仿真軟件所使用的信號(hào)源為理想信號(hào)源，未考慮子卡上的實(shí)際情況如串?dāng)_、反射等等，而且目前的高速仿真軟件仿真速度比較慢，會(huì)大大影響調(diào)試效率。

第二個(gè)環(huán)節(jié)即子卡已經(jīng)加工完成，背板的PCB版圖已經(jīng)完成但是尚未加工，此時(shí)需要通過(guò)仿真加測(cè)試的方法來(lái)分析。分析方法是是首先使用示波器分析子卡輸出的信號(hào)質(zhì)量，此時(shí)通常需要設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的夾具以方便將高速信號(hào)從子卡上引到示波器上；然后用相關(guān)的電磁場(chǎng)或者CAD軟件提取背板的傳輸線的S參數(shù)模型；再設(shè)法將子卡輸出的信號(hào)編成HSPICE可識(shí)別的源碼格式，帶入到HSPICE中進(jìn)行仿真，從而得到經(jīng)過(guò)背板以后的信號(hào)質(zhì)量，從而評(píng)估背板的設(shè)計(jì)是否有問(wèn)題，此過(guò)程也叫做“通道仿真（channel emulation）”。此環(huán)節(jié)分析的優(yōu)點(diǎn)是可以將子卡輸出的真實(shí)信號(hào)帶入到仿真中，更接近實(shí)際情況；在背板生產(chǎn)之前進(jìn)行評(píng)估，也同樣會(huì)節(jié)省成本，而且背板加工通常也會(huì)更加昂貴。缺點(diǎn)有如：子卡夾具會(huì)給信號(hào)本身帶來(lái)額外的影響，使用仿真軟件不易消除夾具的影響；需要將測(cè)量到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成仿真軟件能夠識(shí)別的格式，會(huì)比較麻煩，如果示波器能夠?qū)y(cè)試到的信號(hào)直接在示波器中進(jìn)行通道仿真，也就是說(shuō)示波器具備類似仿真軟件的功能，則會(huì)非常方便；而且目前的高速仿真軟件仿真速度比較慢，會(huì)大大影響調(diào)試效率。

第三個(gè)環(huán)節(jié)是所有單板均已經(jīng)加工完成；此環(huán)節(jié)的主要分析方法為直接測(cè)試，即使用示波器測(cè)試發(fā)送端、接收端各點(diǎn)的信號(hào)眼圖。通過(guò)調(diào)節(jié)芯片發(fā)送端預(yù)加重、接收端均衡等來(lái)調(diào)節(jié)信號(hào)眼圖質(zhì)量。這一環(huán)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)是完全是在實(shí)際情況下分析信號(hào)質(zhì)量，考慮了所有的實(shí)際因素；缺點(diǎn)是如果芯片具有預(yù)加重和均衡功能，則每調(diào)節(jié)一次預(yù)加重和均衡，就需要測(cè)試一次，測(cè)試效率會(huì)降低很多；而且測(cè)試不到均衡后的信號(hào)；

綜上所述，高速信號(hào)測(cè)試中可能遇到的主要問(wèn)題有：

（1）當(dāng)必須使用夾具時(shí)，如何消除夾具的影響，即夾具反嵌

（2）當(dāng)可以測(cè)試到發(fā)送端的信號(hào)時(shí)，如何仿真預(yù)測(cè)經(jīng)過(guò)某一段傳輸線或者系統(tǒng)后（如高速背板）的信號(hào)質(zhì)量即道仿真

（3）如果接收端芯片帶有均衡功能，怎樣才能觀察到均衡后的波形

（4）如果接收端芯片關(guān)鍵處眼圖已經(jīng)閉合，如何對(duì)眼圖和抖動(dòng)進(jìn)行分析

（5）在測(cè)試過(guò)程中有沒(méi)有更高效的辦法可以更快的調(diào)節(jié)預(yù)加重和均衡至最優(yōu)值

四、力科最新第二代眼圖醫(yī)生軟件（EyeDoctorII）提供了全面的高速信號(hào)測(cè)試解決方案

力科早在2006年就率先推出了獨(dú)特的專用信號(hào)完整性分析軟件眼圖醫(yī)生（Eyedoctor）軟件；2009年又推出更加方便、更加強(qiáng)大、速度更快的最新一代專用信號(hào)完整性分析工具軟件即第二代眼圖醫(yī)生EyedoctorII，如圖7所示。

● Eye Doctor II 是安裝在力科示波器上的信號(hào)完整性分析軟件包，主要可以滿足如下應(yīng)用

精確補(bǔ)償測(cè)試中夾具的效應(yīng)
對(duì)串行數(shù)據(jù)鏈路通道響應(yīng)的仿真
對(duì)TX與RX進(jìn)行預(yù)加重和均衡調(diào)節(jié)
● 主要分析能力有

夾具/電纜/信道的去嵌（De-Embedding）
發(fā)送端預(yù)加重仿真（Transmitter Emphasis Emulation）
通道響應(yīng)仿真（Channel Response Emulation）
接收端均衡仿真（Receiver Equalizer Emulation）
● 具有流程圖式的主用戶分析界面