调试工作是否花费了您太多时间？您是否观测到所有您应该看到的信息了？您是否正在寻找新的方法，以应对新一代的高速串行数据设计和测试？除了示波器屏幕上显示的“波形”，还有哪些因素影响了您的工作进展？
本文举例说明了Tektronix的DPO系列示波器如何协助工程师解决最具挑战性的设计与一致性测试问题。此系列示波器系统包括了下至探头尖端的最佳采样解决方案，以及最快速、最完整调试能力的无与伦比组合。
[文章]想像一下，您的示波器可以让您看见异常信号、找出错误的根源，并对事件进行触发将之隔离，这一切都在数分钟内完成。想像一下，您拥有充分的信任和信心，能够肯定自己确实看到了整个信号的细节，以及信号实际显示的样子。但是，在示波器上显示的那些“波形”背后，您可能错过了大量的重要信息。您真正需要的是哪种类型的示波器？以下两项是最重要的关键需求。
1. 最佳的示波器采样解决方案，以捕获未来高速信号最细微而完整无缺的细节
2. 最先进的实时信号捕获工具，以加快复杂电路设计的调试速度
本文将提供一些提示，以协助您为关键工作选择正确的仪器。
数个月前，Tektronix为得奖产品，也即业界最高性能的实时示波器DPO7000系列、DPO\DSA70000系列增加了若干新功能与增强功能。这些新功能可以呈现完整无缺的信号，并提供准确的时序与幅值测量，进而提高效率、降低成本、缩短时间，并且提高客户满意度。新功能将使高速串行数据测试如PCI-Express、SATA和HDMI测试更为简便。
这些新功能与增强功能会协助设计工程师定义、开发，并测试复杂的运算、视频、通讯和数据采集设备。关键的新功能包括：带宽限制选择功能，可控制噪底；使用DSP以增强带宽至探头尖端的最佳采样解决方案；码型锁定触发与事件搜索和标记。再加上平台中现有的功能，DPO/DSA70000系列可提供最准确的4通道实时示波器，以及最快速最完整的调试功能。这套完整的工具组能够在采样后，透过触发和分析记录长度，迅速捕获捉摸不定的异常和瞬态事件。
带宽限制选择
DPO7000、DPO\DSA70000系列示波器的标准功能中，包含了一系列可供使用者选择的带宽限制滤波器，能够保留仪器在新频率范围内的基本滚降特性、平坦性及相位线性，降低频外噪音对测量的影响。设计工程师可以购买一台符合最高带宽需求的仪器，每1 GHz将最高带宽逐级调降至500 MHz即可轻松进行最优化，使其能够同样妥善地解决较低频率的测量。在采样率超过最大实时采样率时，也可以使用这个带宽限制新功能，而且在所有的4个通道上都可以独立选择。图1显示频率幅度曲线和示波器上的用户按钮。
图1
带宽增强至探头前端
您可能担心在连接探头时会有噪音，这是信号完整性的问题。此外，信号完整性不仅牵涉到噪音，还有准确的上升时间、下降时间、正过冲和负过冲的测量。示波器系统如何能协助您为所有信号连接而拥有最佳的信号完整性？现在，新增了Tektronix的DSP过滤，能够为大多数Z-active™ 探头 (P7380A、P7380SMA、P7313、P7313SMA、P7360A和P7340A) 及新产品P7500 TriMode™探头的探头前端，提供可靠的时序及幅值分辨率与精确度的采样引擎。这样能够使完整的采样系统性能达到最优化，以获得最佳的信号，让工程师可在最优的信号保真度下，于示波器与探头组合的完整带宽中进行测试。在超过最大实时采样率的采样率中，也可以使用这项功能，而且在所有的4个通道上都可以独立选择。
图2 2.5 Gb/s PCI Express信号和包含Tektronix P7380探头尖效应的8 GHz BWE DSP滤波器。
图3 用户可选择的探头前端带宽增强 (DSP) 功能，能够支持Tektronix的所有顶级探头。
码型锁定触发
您是否正在寻找不但能告诉您模拟信号行为，还能告诉您数据码型联系的工具？有了最新的Tektronix码型锁定触发和均化功能，高速数字串行通讯工程师现在能够分析长达PRBS 31-1的串行数字码型、隔离导致模板违规的特定位元序列、去除噪音和关联的抖动，或评估确定性的影响，例如码型相关抖动和码间干扰抖动现象。码型锁定最高可在6.25GBit/sec下运作，并可针对NRZ或8b/10b数据中长达2,147,483,647位元的重复码型进行触发。均化获取的码型在去除关联抖动或随机噪声，以更清晰地辨识确定性效果时十分有用。传统的眼图分析中无法求取平均，而且如果采样率过低，可能会花费太多时间在长码型上。码型锁定与需要数据边沿的触发类型不同，可以针对从数据中恢复出来的时钟进行触发，而不是依赖于数据边沿进行触发。这样能够以1UI (1位元) 的递增间隔捕获到平均的数字码型，以供分析之用。这项功能是DSA70000机型上的标准功能，并且包含在需额外付费的DPO7000系列选项PTM和DPO70000系列选项PTH之中。图4显示码型锁定延伸的数字串列触发。
图4
事件搜索与标记
您的示波器是否提供很长的存储，以捕获更多信号？但是，如果缺少有效的信号管理工具，您可能会为了分析感兴趣的信号而头痛万分。
DPO7000和DSA/DPO70000仪器现在提供事件搜索引擎和波形标记工具，让客户能够从可用的大量记录长度中，有效率地分析所需的信息。长段记录搜索、Pinpoint触发和FastAcq的组合，能够比任何其他仪器更快找出错误。有了使用者标记功能，您就可在波形上留下一或多个“书签”。如果您不想花时间观察整个记录长度，找出您在寻找的事件，健全波形搜索功能可让您依照类似触发条件，而自定义条件限制，例如脉波宽度、矮波或逻辑状态，在长时间撷取中进行快捷地搜索。搜索引擎还可让您同时搜索多个事件 (多种搜索类型、多通道)。这是一项独特的功能，也是更有效找出问题信号的方式。所有发生的事件都会以被称为搜索标记的“书签”标示出来。这项结合缩放锁定和滚动的功能，可让您轻松比较散布在长记录采样中多次发生的搜索事件。另外还提供事件表，列出事件类型、时间戳记和增量时间。“找到即停止”功能可让搜索产生类似假触发的反应，是一个功能强大的分析工具。
图5 毛刺搜索设定为侦测 <4ns的毛刺，并可看到标记3位于实际宽度为1.88ns的毛刺位置上。
信号错误经常以多种形式发生，但无论形式为何，都必须找出它并研究它。触发系统每次仅锁定一组信号特性分析，而排除其他情况，因此若要隔离多种不同的错误，通常需要依序执行不同的触发类型。Tektronix搜索与标记能够同时执行多种搜索，因此可以有效的侦测多个讯号上的多种情况。DPO70000搜索能够同时套用最多八种搜索，因此可以在一或多个波形上侦测到多种事件。图6示例列出上述包括的毛刺搜索。此外，窗口搜索还可用来检查耗费过多时间，却无法返回初始状态的信号。这个例子找到了混合出现的窗口和毛刺事件，并附有时间位置和说明信息。
图6 图7的DDR3应用范例显示如何配置搜索以寻找DDR3读取脉冲 (与写入脉冲相同)。您只需要将示波器通道连接至存储控制器或DIMM的数据信号和Strobe信号，这项新的DDR搜索算法就会自动侦测速率及电压位。
图7
其他可用的功能包括波形限制测试、含有触发路径补偿的触发增强模式、水平时基控制、XYZ模式，以及增强的FastAcq。这些及其他的功能都是DPO7000、DPO/DSA70000系列示波器功能的一部分。如需更多资讯，请造访http://www.tek.com/dpo70000_dsa70000/
总结
数字系统必须依靠清晰、快速的信号转换，以及稳定的时序特性，才能持续其高性能。随着系统速度和装置密度的攀升，信号完整性和时序分析的挑战也日益严峻。迅速发现、隔离和解决这些问题，对于按时交付可靠的设计极为重要。在示波器上这些“波形”的背后，您真的需要好的“眼力”，才能看清完整信号的所有细节，及其呈现的真实面貌。
Tektronix DPO7000和DPO/DSA70000示波器包含了功能强大的新波形搜索方法，结合了FastAcq视觉化和Pinpoint触发，成为在物理层最强大的系统调试工具。
参考资料
1. Digital Communications Test and Measurement: High-Speed Physical Layer Characterization (Prentice Hall)
2. High Speed Digital Design: A Handbook of Black Magic (Prentice Hall)
3. DPO7000系列与DSA/DPO70000系列数字萤光示波器使用者手册 (51W-13896-1 Tektronix文献)
4. 利用搜索与标记功能简化波形分析及调试 (55W-20958-0 Tektronix文献)
5. Tektronix DPO/DSA70000示波器网页 - http://www.tek.com/dpo70000_dsa70000/
6. Tektronix应用解决方桉网页 - http://www.tek.com/Measurement/applications/
7. Tektronix TriModeTM探头网页 - http://www.tek.com/products/accessories/oscilloscope_probes/p7500/
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