示波器云計算和4G時代:數(shù)字測試方案
云計算和4G時代的基礎(chǔ)硬件架構(gòu)云計算和4G時代的來臨,很多基礎(chǔ)設(shè)施需要完善和加強(qiáng),包括計算機(jī)/服務(wù)器、接入網(wǎng)/數(shù)據(jù)中心、衛(wèi)星通信、數(shù)字電視/機(jī)頂盒、移動終端、移動基站、廣域網(wǎng)等。其中牽涉到眾多的數(shù)字和光接口電路,在研發(fā)和生產(chǎn)階段要對他們進(jìn)行驗證和測試??偟膩碇v我們可以把這些需要被測試的對象分為三大類,高性能計算和存儲(服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心)、高速互連(路由器、交換機(jī)、100G/400G傳輸)、4G移動通信(基站和手機(jī))。
高性能計算和存儲技術(shù)中高速數(shù)字接口有PCI-E(2.5G~8Gbps)、DDR1/2/3/4、SATA/SAS(1.5G~12Gbps)、USB(12M~10Gbps),其驗證和測試包括仿真、發(fā)射端、接收端、傳輸介質(zhì)、協(xié)議層等。ADS仿真軟件提供PCI-E3.0和DDR1/2/3/4統(tǒng)計仿真工具、芯片最初階段的設(shè)計指南、治具的互連評估(嵌入、去嵌入),發(fā)射端使用示波器進(jìn)行一致性測試,接收端使用誤碼儀實現(xiàn)PCI-E,SATA/SAS,USB一致性測試,而在協(xié)議層,是德科技提供PCI-E,SATA/SAS 協(xié)議訓(xùn)練器和分析儀。采樣示波器則可用于時鐘和鎖相環(huán)的測試。更重要的是這些仿真和測試并不是孤立的,而是仿真有測試,測試中有仿真。在ADS仿真軟件中可直接調(diào)用N8900A實時示波器離線分析軟件、采樣示波器離線分析軟件、DDR4離線分析軟件等,也就是在仿真階段就可對仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性測試,而實時示波器和采樣示波器都內(nèi)置了嵌入和去嵌入這樣的仿真技術(shù),有了這樣的研發(fā)平臺,您不用擔(dān)心不同研發(fā)階段是否存在一貫性和一致性的問題。
高速互連在40G/100G通信中有三種實現(xiàn)途徑,4光纖/1波長,On-off強(qiáng)度調(diào)制;1光纖/4波長,On-0f強(qiáng)度調(diào)制;1光纖/192波長,在每個TU-T通道使用更加有效的調(diào)制;每種實現(xiàn)途徑都有對應(yīng)的測試方案,下表是106/40G/1006的標(biāo)準(zhǔn)及對應(yīng)的實時示波器何采樣示波器方案。
為實現(xiàn)多條Lane同時測試,是德科技專門推出了高密度86100D采樣示波器方案,一個機(jī)箱可插入4個模塊,每個模塊支持多達(dá)4個通道,使用N1045A可同時測試16路電信號,使用N1055ATDR模塊,則可同時測量16路信號的阻抗等特征。J-BERT M8020A則是100G接收容限測試的常用方案。
N4392A和N4391A光調(diào)制分析儀在用于100G通信時,可直接對其中OPSK,QAM,OFDM信號進(jìn)行解調(diào)分析,而對于400G,很多研發(fā)單位使用兩臺乙系列或Q系列,搭成4通道63GHz示波器系統(tǒng)來完成測試。
無論是乙系列實時示波器還是DCA86100采樣示波器,都可對復(fù)雜的信號如PAM-N進(jìn)行測試,而M8195A65GSa/s任意波形發(fā)生器在生成PAM-N信號方面更是以靈活性見長。
4G移動通信技術(shù)發(fā)展主要體現(xiàn)在智能終端和基站方面。智能終端的測試方案可參見上一頁,基站部分包含大量的高速數(shù)字接口,下面是關(guān)鍵技術(shù)及測試方案。
- 射頻拉遠(yuǎn)的CPRI接口總線,8163B或81495A光電轉(zhuǎn)換器配合DSAX92504A及其中的分析軟件,可快速完成其傳輸時延和抖動等量測。而對于光接口的信號質(zhì)量測試,則可使用86105C或86105D光示波器模塊。
- SFP+/QSFP+/10G-KR/40G-KR接口,測試治具來自WiderTechnologies,實時示波器90000X上面配置了N6468A,N8814A,N8815A等一致性測試軟件,示波器僅有4個通道,在存在超過4個Lane的情況下要完成自動化測試,需借助于U3020AS26開關(guān)矩陣,示波器中的軟件可自動去除開關(guān)路徑帶來的信號損耗。接收機(jī)的容限測試則是使用誤碼儀。
對于實時示波器眼圖模板測試,Infinium系列示波器不僅可以給出Pass/Fail信息,而且能夠告訴工程師具體Fail的波形在什么地方,可同時比較和測試共16段波形。對于深入分析信號質(zhì)量根本原因,很有幫助。其分析軟件不僅支持在示波器上運行,而且可以單獨在PC上,
或和仿真軟件一起運行。
電源完整性測試云計算和4G,5G通信設(shè)備中有大量的嵌入式電路設(shè)計,不同的芯片工作電壓不同(如:+-5V,+1.5V,+1.8V,+1.2V等),電源允許的波動范圍不同,因此,對工程師而言,電源設(shè)計和電源完整性測試是很重要的工作,是德科技在這方面積累了大量的技術(shù)
和測試方案,包括電源完整性仿真、電源完整性時城測試、電源完教性頻域測試,后面兩部分可參見前面的“微小信號和電源測試“部分。