数字电路和接口在越来越高的时钟频率下的表现非常类似于模拟电路。所以,为了确保新设计方案和重新设计的方案中接口的质量,必须引入新的测量方法和测量设备。
当今车辆中的信息娱乐系统需要的功能,只有借助新型高速显卡和超快内存才能实现。我们所有的数字社交互动信息都经由大型服务器记录和处理,它们需要快速地从大功率存储器中调取数据,并传输至各下级系统进行处理。
大量的图像不断被拍摄,并以高分辨率格式保存,它们在各种情况下被发往AI服务器;先进的算法可快速地处理数据,并输出优质的结果。
一个典型的AI服务器与其他先进的计算机系统一样:由一个主板和其他一些先进的组件构成,如:显卡、硬盘和大量相连的交换机。所有这些设备的连接标准均基于PCI Express(PCIe)。
数字电路的挑战
然而,处理更高的数据传输速率意味着电子系统的开发也需要一步步继续发展,这也需要非常多的技巧和耐心。复杂且相互关联的主板系统和增插卡需要仔细拆解为更小的电路,每个子电路都将作为下一阶段的目标进行改进,即使整个电路设计已经完成。
随着对带宽需求的增加,PCIe Gen4已经在各个市场中取代了上一代技术。与此相适应,开发人员对现行的电路设计进行不断更新,交流有关走线、布线的建议和准则,以最大程度地减少串扰或解决因过孔位置不当导致的EMI问题。
这些开发人员往往是探路先锋,他们持续所面临的问题是确定潜在的信号衰减可能发生的位置和原因,以及究竟还存在多大的冗余。简单地将一个插头换为更实惠的品类、最后关头因为力学原因或者供应链而导致的引线分配的微调、固件或硬件的升级,又或者是生产工艺的任何变化都可能是可怕的噩梦,因为解决这些问题需要花费额外的精力和时间来重新对线路板进行设计。
在主板上应用BIOS更新可以实现与NVMx SSD硬盘间的全速通讯,但也可能引起电气物理层面上的变化。在固件升级期间,与主板连接且与CPU通信的交换机和计时器的配置可能会发生变化,在变化之后执行“通道容限测试”可能会得到不同的测试结果。抖动限值的改进随时可能发生,在综合模拟工具中进行准确建模是在确定对PHY物理层实际产生影响之前的虚拟验证的关键。然而,模拟并不是总能代表真实的情况,所以仍然必须执行物理层面的测试。
低功耗的Gen3和Gen4配置常常被重新设置,以实现潜在的节能配置。即使在对电源电路进行微调时,也应该确保电源重新接通的步骤足够快,以满足连接建立时间的要求,因为仅仅是增加几毫秒便可能导致形成一种需要重新验证的新情况。
然而,在这些场景下,重新对线路设计进行验证可能并不经济高效:事实上,对在物联网/消费者应用中销售且依旧使用PCIe Gen3连接的非关键性低成本产品进行微小的设计变更后重新花费时间进行实验室验证可能并不合理。
半导体企业需要遵循复杂的决策路径,以便针对某设计变更根据经验作出是否进行新的验证的判断。判断的标准源于风险和成本分析。
在此情况下使用到的测试仪器通常为误码率测试仪(BERT)和示波器。这些仪器也在不断发展,以满足每一代PCIe标准的要求,但根据用户的经验,这些仪器的操作普遍比较有挑战性。
泰克 BERTScope® 和 PatternPro® 系列提供各种信号调节以及 1 至 4 通道 1.5 Gb/s 至 40 Gb/s 的 BER 分析,并可以对业内广泛的串行通信误码率测试仪产品组合进行测试和测量。
按照您的具体测试应用从下表中选择单通道和多通道误码率测试仪。对于需要清洁快速边沿和多通道生成 (MLG) 的 PRBS 码型,PatternPro 系列非常适用于进行数据通信测试。
BERTScope 系列可满足要求精确抖动容限测试、深层损伤测试和深入分析(包括抖动分隔和 PCI Express 测试或 USB 一致性测试)的设计的严格要求。通过信号调整和时钟恢复产品来补充误码率分析仪的功能,如下所示:
BERTScope® CR 系列时钟恢复仪器
具备“黄金 PLL”响应和一致性测量所需的灵活性和准确度,与误码率测试仪及采样示波器结合使用。
BERTScope® DPP 系列数字预加重及 LE 系列线性均衡器
通过增加数量可控的预加重与误码率分析仪结合使用,调节测试码型信号。
PatternPro PED多通道/多电平错误检测,适用于高级元器件检定和光数据通信系统测试。
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