測(cè)量4通道解串器的偏移容限

介紹

TLVDS解串器的偏移容限用來(lái)表示其抖動(dòng)容限。應(yīng)用筆記3821：Skew Margin Measurement for 4-Channel (3 Data Channels Plus Clock Channel) LVDS Serializers/Deserializers 演示了利用串行器以及LVDS鏈路測(cè)量偏移容限的方法。本應(yīng)用筆記介紹了如何采用一個(gè)解串器測(cè)量偏移容限，所提供的測(cè)試過程適用于任何LVDS解串器。

接收偏移容限(RSKM)

RSKM是指解串器可以正確采集LVDS輸入數(shù)據(jù)的有效時(shí)間窗口。為了在數(shù)據(jù)位周期內(nèi)(單位間隔或UI)采集數(shù)據(jù)，需要由LVDS輸入時(shí)鐘產(chǎn)生一個(gè)定時(shí)選通信號(hào)。理想情況下，該選通信號(hào)位于數(shù)據(jù)脈沖的中間，因此最大RSKM靠近LVDS數(shù)據(jù)位周期的一半。然而，在很多非理想情況下，內(nèi)部和外部條件會(huì)降低定時(shí)容限，使其接近采樣窗口的關(guān)閉點(diǎn)，從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)“誤碼”。

下面列出了限制RSKM的芯片組內(nèi)部參數(shù)：

解串器內(nèi)部選通不確定，與數(shù)據(jù)建立和保持定時(shí)要求有關(guān)
發(fā)送脈沖位置變化，即串行器輸出的各數(shù)據(jù)位相對(duì)于串行器LVDS時(shí)鐘的位置有變化
其他降低RSKM的因素與LVDS鏈路有關(guān)，包括：
電纜偏移
碼間干擾(ISI)
從串行器傳遞到解串器的并行輸入時(shí)鐘抖動(dòng)
改善RSKM
影響電纜偏移的主要因素是電纜長(zhǎng)度、電纜類型以及電纜質(zhì)量。以下建議有助于改善設(shè)計(jì)的RSKM：

采用短的、單位長(zhǎng)度偏差(10–20ps/ft)較低的高質(zhì)量電纜。注意，通道的總偏移還包括連接器和PCB布線產(chǎn)生的偏移。高質(zhì)量連接器以及良好的電路板布線(例如匹配的布線長(zhǎng)度)僅增加少量的偏移，甚至可以避免偏移。

采用短電纜、直流平衡模式以及線路均衡器將ISI的影響降至最低。

給串行器提供低噪聲輸入時(shí)鐘有助于改善數(shù)據(jù)/時(shí)鐘的抖動(dòng)指標(biāo)，并保持良好的偏移容限。同時(shí)，良好的傳輸線端接可避免反射，保持信號(hào)完整性，降低偏移。

推薦設(shè)備

Agilent 8133A脈沖發(fā)生器
Tektronix CSA8000或類似數(shù)字示波器
Tektronix P6248差分探頭
Tektronix 1103 TEKPROBE BNC電源
SMA電纜
直流電源

測(cè)試步驟

將解串器配置為直流平衡模式。圖1給出了交流耦合配置，圖2則給出了時(shí)鐘和數(shù)據(jù)之間的時(shí)序關(guān)系。

圖1. 直流平衡模式下，MAX9242/44/46/54解串器的交流耦合配置

圖2. 直流平衡模式下，解串器串行輸入時(shí)鐘和數(shù)據(jù)之間的時(shí)序關(guān)系

采用相同長(zhǎng)度的電纜將Agilent 8133A脈沖發(fā)生器通道1的差分輸出連接至4通道解串器(MAX9236、MAX9244等)的RxIN0-和RxIN0+輸入。按照下列步驟正確配置：

選擇32MHz的時(shí)鐘頻率
選擇脈沖模式
采用11.1%占空比(1/9)
選擇COMP按鍵(信號(hào)兼容)
使用下列信號(hào)電平：高 = 1.5V，低 = 1.0V (直流失調(diào) = VCM = 1.25V)
將Aglient 8133A脈沖發(fā)生器通道2的差分輸出連接至解串器的RxCLKIN+至RxCLKIN-輸入。采用相同的信號(hào)電平，重復(fù)步驟2a–2e。

圖3給出了按照步驟1–3所述方法得到的數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)波形

圖3.按照測(cè)試設(shè)置步驟1–3產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)波形

使用采樣示波器配合差分探頭測(cè)量時(shí)鐘。隨后，將同一個(gè)探頭連接至差分?jǐn)?shù)據(jù)輸入以進(jìn)行如下測(cè)量：

圖4給出了時(shí)鐘和數(shù)據(jù)頭部錯(cuò)位的情況。理想情況下，時(shí)鐘和數(shù)據(jù)相交于差分地電平。如果不是這樣，則延遲數(shù)據(jù)使其與時(shí)鐘對(duì)齊，請(qǐng)使用Aglient 8133A脈沖發(fā)生器通道2的“延遲”選項(xiàng)。通常叫做“延遲偏差”。

圖4. 時(shí)鐘與數(shù)據(jù)錯(cuò)位/偏差

監(jiān)視解串器的RxOUT0引腳。正常工作條件下，該引腳應(yīng)為VCC。
增加數(shù)據(jù)延遲，同時(shí)采用萬(wàn)用表監(jiān)視RxOUT0電平。記錄RxOUT0信號(hào)由1變?yōu)?時(shí)的延遲值。記為：“+delay”。

接著，降低延遲至負(fù)區(qū)域，再次記錄RxOUT0由1變?yōu)?時(shí)的延遲值。記為：“-delay”。
“+delay”減去延遲偏差，即為“RSKM-”?！?delay”加上延遲偏差，記為“RSKM+”。圖5給出了RSKM-和RSKM+相對(duì)于解串器內(nèi)部選通信號(hào)的范圍。

理想情況下，RSKM+和RSKM-應(yīng)相等；然而，實(shí)際情況中兩者通常不同。注意RSKM+和RSKM-越接近相同的數(shù)值，器件的偏移容限就越好

圖5. RSKM+、RSKM-和選通信號(hào)的關(guān)系

Agilent是Agilent Technologies, Inc.的商標(biāo)。
Tektronix是Tektronix, Inc.的注冊(cè)商標(biāo)。
TEKPROBE BNC是Tektronix, Inc.的商標(biāo)。