高速信号完整性测试和典型应用分析

2010-6-31泰克科技泰克科技泰克科技泰克科技（（（（中国中国中国中国））））有限公司有限公司有限公司有限公司苏水金苏水金苏水金苏水金2010.62010.62010.62010.6高速信号完整性测试及典型应用分析高速信号完整性测试及典型应用分析高速信号完整性测试及典型应用分析高速信号完整性测试及典型应用分析2010-6-32日程日程日程日程
未来技术发展趋势和未来面临的测试挑战未来技术发展趋势和未来面临的测试挑战未来技术发展趋势和未来面临的测试挑战未来技术发展趋势和未来面临的测试挑战
如何测试和验证信号完整性如何测试和验证信号完整性如何测试和验证信号完整性如何测试和验证信号完整性
高速互连的测试和验证高速互连的测试和验证高速互连的测试和验证高速互连的测试和验证
电路基本功能的测试和验证电路基本功能的测试和验证电路基本功能的测试和验证电路基本功能的测试和验证
眼图和抖动测试眼图和抖动测试眼图和抖动测试眼图和抖动测试
一致性测试一致性测试一致性测试一致性测试
典型应用分析典型应用分析典型应用分析典型应用分析
低占空比脉冲测试低占空比脉冲测试低占空比脉冲测试低占空比脉冲测试
自动记录波形数据自动记录波形数据自动记录波形数据自动记录波形数据2010-6-33当前的技术发展趋势当前的技术发展趋势当前的技术发展趋势当前的技术发展趋势持续增长的性能持续增长的性能持续增长的性能持续增长的性能持续增长的性能持续增长的性能持续增长的性能持续增长的性能10Gb10Gb1Gb1Gb100Mb100Mb10Mb10MbEthernet1066MHz1066MHz533MHz533MHz266MHz266MHz66MHz66MHzDRAM不断出现的新技术不断出现的新技术不断出现的新技术不断出现的新技术、、、、新标准新标准新标准新标准不断出现的新技术不断出现的新技术不断出现的新技术不断出现的新技术、、、、新标准新标准新标准新标准2010-6-34设计流程概览设计流程概览设计流程概览设计流程概览
每一步都很每一步都很每一步都很每一步都很重要重要重要重要，，，，将会将会将会将会对以后的步对以后的步对以后的步对以后的步骤产生深远骤产生深远骤产生深远骤产生深远的影响的影响的影响的影响2010-6-35第一部分第一部分第一部分第一部分：：：：高速互连的测试和验证高速互连的测试和验证高速互连的测试和验证高速互连的测试和验证2010-6-36PCB验证验证验证验证
仿真布线是关键仿真布线是关键仿真布线是关键仿真布线是关键
实测也必不可少实测也必不可少实测也必不可少实测也必不可少–简单的短路测试简单的短路测试简单的短路测试简单的短路测试–阻抗验证阻抗验证阻抗验证阻抗验证–接插件选择接插件选择接插件选择接插件选择–串扰情况串扰情况串扰情况串扰情况–……
测试测试测试测试PCB、、、、Cable、、、、Connector等传输线特性阻抗的最常用方法等传输线特性阻抗的最常用方法等传输线特性阻抗的最常用方法等传输线特性阻抗的最常用方法是是是是TDR方法方法方法方法。。。。2010-6-37TDR概述及原理什么是TDR?
TDR是时域反射计英文(TimeDomainReflectometry)的第一字母缩写–可以直观显示和测量电路反射的电能(PCB,电缆,IC封装,…).与雷达类似(是固定的,而不是旋转的),但它探测的是电路，而不是空中;观察到的阻抗不匹配不是飞机，而是坏连接器、分层PCB等等
今天,基本TDR的多项扩展非常重要:–差分TDR–TDT–发送测量，而不是反射测量–串扰(差分,单端)2010-6-38TDR概述及原理概述及原理概述及原理概述及原理——典型系统典型系统典型系统典型系统入射阶跃脉冲50ΩTDR阶跃脉冲发生器反射DSA8200示波器示波器示波器示波器50Ω被测设备探头结果是入射值和反射结果是入射值和反射结果是入射值和反射结果是入射值和反射值之和值之和值之和值之和:入射反射采样电路TDR模块通道模块通道模块通道模块通道1.2010-6-39TDR在信号完整性在信号完整性在信号完整性在信号完整性SI(SignalIntegrity)中的应用中的应用中的应用中的应用————————Reflection(反射反射反射反射)+-+-RcvTimeVoltage(orimpedance)TDR(80E04)+-+-SamplingScopedisplayofTDRwaveform
TDRonanEquivalentTimescopeisusedtomeasurethequalityoftheserialdatainterconncet:Astepisgeneratedandreturningreflectionsaresampled(it’slikeradarforserialdatacablesandboards)2010-6-310TDR概述及原理－更加复杂的走线电容不连续电感不连续Z[欧姆]时间100500入射Z0Z0Z0Z1Z2t1=2tDz1t2Z1Z22010-6-311泰克公司TDR测试方案-P8018/P615020GHzProbeTipBandwidth50ΩImpedanceTDRPassiveProbe9GHz带宽1X,10X衰减探针可调距离宽度的接地线38.8ps上升时间0.15pF输入电容2010-6-312高带宽差分高带宽差分高带宽差分高带宽差分TDR探头是测试关键探头是测试关键探头是测试关键探头是测试关键P8018ProbeandCable
P80318–18GHz100ΩΩΩΩ手持式手持式手持式手持式TDR阻抗阻抗阻抗阻抗测测测测量量量量探探探探头头头头–0.5mmto4.2mm可可可可调间调间调间调间距探距探距探距探头头头头尖尖尖尖–FR4材材材材质质质质PCB最小最小最小最小2.5mm(0.1in.)间间间间距分辨距分辨距分辨距分辨–与与与与80A02模模模模块块块块一起使用一起使用一起使用一起使用时时时时提供提供提供提供EOS/ESD保保保保护护护护功能功能功能功能
专门专门专门专门优优优优化用于差分化用于差分化用于差分化用于差分TDR/TDT测测测测量量量量
P80318X–18GHz100ΩΩΩΩ手持式手持式手持式手持式TDR差分阻差分阻差分阻差分阻抗抗抗抗测测测测量附加探量附加探量附加探量附加探头头头头–用于主要探用于主要探用于主要探用于主要探头头头头需要需要需要需要维护时维护时维护时维护时的替代品的替代品的替代品的替代品,确确确确保生保生保生保生产时间产时间产时间产时间2010-6-313IConnect软件－信号完整性和S参数自动测量软件高效高效高效高效，，，，简单简单简单简单
自动程序，最大限度地减少错误，降低测试时间
为制造应用提供了命令行界面
全面的互连链路分析功能
自动提取SPICE模型，集成式分析功能，并支持仿真模型
在几分钟内、而不是几个小时内完成分析任务性能性能性能性能
高达70dB的动态范围
改善了阻抗测量精度和分辨率(Z-Line)
1M记录长度，可以在更高频率测量长互连2010-6-314高速互连测试和验证的配置列表1.DSA8200取样示波器主机–6个插槽，用于光接口、电接口和时钟恢复–200fs时基和450mVrms@60GHz–处理器速度更快,WindowsXP,增强了PC连接能力,CD-RW/DVD–支持最高同时达8条电通道的测量.–支持最多8个参数测量和更多的测量项目,支持复杂的数学运算定义。可直接进行复杂参数定义并运算2.2.2.2.TDRTDRTDRTDR模块模块模块模块–80E04,80E08,80E10Sampler3.探头探头探头探头–P8018单端探头,P80318差分探头4.I-Connect软件–基于TDR/TDT测试S参数，回波损耗等互连的频域参数和模型电流同时测试时的高精度测量2010-6-315第二部分：基本功能验证2010-6-316基本功能验证基本功能验证基本功能验证基本功能验证
完成完成完成完成PCB阻抗测量和元器件验证后阻抗测量和元器件验证后阻抗测量和元器件验证后阻抗测量和元器件验证后，，，，开始装配原型并开始开始装配原型并开始开始装配原型并开始开始装配原型并开始“实实实实际际际际”测量了测量了测量了测量了。。。。功能问题主要在设计过程的下几步显现功能问题主要在设计过程的下几步显现功能问题主要在设计过程的下几步显现功能问题主要在设计过程的下几步显现，，，，并且这些并且这些并且这些并且这些问题必须得到解决问题必须得到解决问题必须得到解决问题必须得到解决。。。。其中的大多数问题都源自于信号完整性问其中的大多数问题都源自于信号完整性问其中的大多数问题都源自于信号完整性问其中的大多数问题都源自于信号完整性问题题题题。。。。将主板上的部件装配到位并协同工作之后将主板上的部件装配到位并协同工作之后将主板上的部件装配到位并协同工作之后将主板上的部件装配到位并协同工作之后，，，，才可能检测到这才可能检测到这才可能检测到这才可能检测到这些问题些问题些问题些问题。。。。
DPO（（（（数字荧光示波器数字荧光示波器数字荧光示波器数字荧光示波器））））是基本功能验证的首选工具是基本功能验证的首选工具是基本功能验证的首选工具是基本功能验证的首选工具。。。。–DPO可用于数字系统故障排除可用于数字系统故障排除可用于数字系统故障排除可用于数字系统故障排除、、、、查找间歇性信号查找间歇性信号查找间歇性信号查找间歇性信号，，，，还可用于许多类型的还可用于许多类型的还可用于许多类型的还可用于许多类型的眼图和模板测试眼图和模板测试眼图和模板测试眼图和模板测试。。。。–选择合适的探头系统选择合适的探头系统选择合适的探头系统选择合适的探头系统2010-6-317使用示波器调试，您经常遇到什么问题？
想看看不到–有没有故障？–何种故障，在哪里？–故障的重复性怎样？
看到抓不到–边沿触发？能力太弱–高级触发？功能不足–偶尔碰运气抓到一次，下一次呢？
抓到测不准–示波器测试能力有限–示波器分析能力不足
拿来不会用–裸体示波器？–示波器调试功能不了解–没有时间查看厚厚的使用手册2010-6-318DPODPODPODPO平台数字荧光示波器平台数字荧光示波器平台数字荧光示波器平台数字荧光示波器最短的时间发现信号完整性问题2010-6-319示波器波形捕获率：每一秒采集多少个波形采集死区时间采集到一个波形漏失波形＝漏失潜在的故障采集下一个波形2010-6-320模拟实时模拟实时模拟实时模拟实时DPX技术技术技术技术数字存储数字存储数字存储数字存储波形捕获率对测试结果的影响2010-6-321波形捕获率比较（泰克示波器）2010-6-322最短的时间定位信号完整性问题最短的时间定位信号完整性问题最短的时间定位信号完整性问题最短的时间定位信号完整性问题-触发触发触发触发2010-6-323针在哪里针在哪里针在哪里针在哪里？？？？3m左右，2.5×10100.03m左右2010-6-324ProductivityProductivityProductivityProductivityDPODPODPODPO的效率的效率的效率的效率————————触发系统触发系统触发系统触发系统
触发系统——最快定位电路特定行为的工具
好的工程师使用长内存——DPO当然提供；聪明的工程师使用触发——泰克使您更聪明
完美的Pinpoint触发系统，可以几乎没有限制地定义条件，捕获最快的瞬变信号2010-6-325ProductivityDPODPODPODPO的效率的效率的效率的效率————————触发系统触发系统触发系统触发系统
使用顶级的触发技术–在所有触发方式下使用最新一代SiGe技术，性能全面超过业界其它产品
PinpointTM触发系统–业界最完善的触发系统–唯一完善的双触发系统VirtuallyUnlimitedVirtuallyUnlimitedTriggerTriggerCombinationsC