1、市場趨勢和測量需求趨勢

為了應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器和存儲速度和容量的快速提高的需求，促進了100GbE，400Gbp和1Tbps的通信系統(tǒng)的開發(fā)。而超過30Gbps的速率接口被這些系統(tǒng)所采用。

當處理高于30Gbps速率的信號時，相比傳統(tǒng)較低速信號具有更大的挑戰(zhàn)。本文描述了如何處理時鐘和數(shù)據(jù)信號的傳輸差異，進行高速信號的抖動容限測試，以及處理高速傳輸?shù)牟罘中盘枴?

2、測試準備

準確的測量要求正確使用測量儀器。此外，也需要正確理解儀器的限制。超過這些限制的測量通常測量的是儀表自身的特性，而非待測件(DUT)的特性。例如，當使用采樣示波器進行波形測量時，如果波形內(nèi)包含由采樣示波器帶寬范圍外的頻率分量，那么輸入波形的真實特性不會被顯示，相反，顯示的是采樣示波器的特性。

對于抖動容限測試來說也是類似的，如果在測試中抖動超過了儀器中設(shè)置抖動容限，儀器的抖動容限而非DUT的抖動容限會被顯示在結(jié)果中。如果測試儀器內(nèi)部包含有D-flip-flop,FIFO,或者其他重定時電路或者類似時鐘恢復(fù)的PLL電路，此類電路會成為抖動容限測試的瓶頸。當進行抖動容限測試時，知道測量儀器的實際測試性能限制非常有必要。

即使在測量系統(tǒng)中的測量儀器有足夠的抖動容限，測試結(jié)果也許會比DUT實際特性更差，取決于實際設(shè)置。最近數(shù)據(jù)信號速率提升要求嚴格評估抖動的影響，以保護信號傳輸質(zhì)量。由于噪聲環(huán)境的不利影響(例如來自電源、熱量及PLL)，測試器件抖動的注入變得愈發(fā)復(fù)雜和快速，并且總抖動量呈現(xiàn)上升趨勢。在這些條件下，抖動容限測試必須考慮過去不會構(gòu)成大問題的項目的影響，例如測試系統(tǒng)中時鐘和數(shù)據(jù)信號的路徑長度差異。

下一節(jié)介紹處理時鐘和數(shù)據(jù)路徑長度時的注意事項。

3、時鐘和數(shù)據(jù)路徑長度的差異

本節(jié)描述測量系統(tǒng)中時鐘和數(shù)據(jù)路徑長度，以脈沖碼型發(fā)生器(PPG)通過待測件和時鐘恢復(fù)單元(CRU)鏈接至誤碼檢測器(ED)為例。

圖 3.1:抖動容限測試系統(tǒng)

DUT的數(shù)據(jù)輸出鏈接至CRU。CRU將數(shù)據(jù)信號分為兩路：一路通過直接通過，未改變信號后進行輸出，另一路連接至?xí)r鐘恢復(fù)電路。CRU輸出數(shù)據(jù)信號，時鐘信號從數(shù)據(jù)信號中恢復(fù)。此處，比較了時鐘的定時和CRU的數(shù)據(jù)輸出。由于數(shù)據(jù)經(jīng)由CRU 被簡單分割，數(shù)據(jù)會通過一個更短的路徑。同時，時鐘信號基于數(shù)據(jù)信號恢復(fù)，時鐘恢復(fù)電路本身會有一些延時。因此，相較于數(shù)據(jù)信號，時鐘信號會有更長的路徑。

圖 3.2:CRUI/OTiming

圖3.2展示的并非突發(fā)數(shù)據(jù)輸入直到時鐘恢復(fù)的時間。而展示的是特定數(shù)據(jù)交叉點和相位對齊時鐘邊緣，其中Di是 CRU輸入數(shù)據(jù)， Do是CRU 輸出數(shù)據(jù)， Co是CRU恢復(fù)的時鐘輸出。

雖然使用實際CRU無法確定數(shù)據(jù)邊緣定時相位是否對齊，但如果相位對齊，邏輯上我們可以得出結(jié)論，即使在比較滿的比特率下，圖3.2中的Dt和Ct時間也不會改變。圖中Dt 是從數(shù)據(jù)輸入到CRU 至輸出的數(shù)據(jù)傳輸延遲，Ct是從數(shù)據(jù)輸入到CRU至恢復(fù)時鐘輸出的延遲。

雖然我們不能通過觀察單個比特率下的Co和Do波形，來確定Dt和Ct的邊傾角是否恒定，但是我們可以通過觀察多個比特率下的波形來識別Dt和Ct恒定的數(shù)據(jù)和時鐘邊緣。無論比特率如何，Dt和Ct之間的關(guān)系是恒定的，這種關(guān)系被稱為“絕對相位對齊”。

圖 3.3:CRUI/OTiming(低比特率)