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2008-08-29 09:25:03 | Wavepro 760 zi 试用体会,上篇
 

8月2号,我有幸作为4名邀请者之一参加了力科深圳的周末学习班。作为wavepro 7 zi国内的首批体验者,亲自试用了760 zi,得以了解wavepro 7zi的独到之处。

力科深圳办公室位于福田区福华一路88号中心商务大厦818室。那天去的时候误跑到了就在旁边的国际商会大厦的8楼,找了半天都没有找到力科的办公室,后来还是给Frankie打电话,才知道原来走错了地方。

力科的办公室非常的朴素,全无想象中的气派,不过这种低调而务实的风格我喜欢。


测试环境:
左边是力科的WGT001 Demo板,右边是Xillinx的3.125Gbps FPGA评估板。


由于去的稍迟,Frankie同大家打过招呼之后就直接进入了主题。当天试用的机型是Wavepro 760zi,拥有6GHz的带宽,40GS/s的采样率,和最大128Mpts的存储深度,每秒最快可执行750k次运算。值得说明的是4通道中的每个通道都拥有两种输入方式,分别是1MΩ/50Ω的BNC接头和50Ω的SMA接头,而且BNC最高支持到3.5GHz,可以通过菜单选择输入接头类型。还有就是可以热插拔的前面板和按钮微调功能(将按钮按进去,可以进行微调操作)。

Frankie给我们演示了他在述评中提到的各种应用,给我们留下的深刻印象是,760zi的确很快,超乎想象的快,始信Frankie所言不虚,并没有说什么大话。可惜当时现场没有agilent或Tek的示波器加以对比,否则就能验证述评中的对比了。只有在处理128M存储深度的时候,操作面板或菜单稍显迟钝(有延时),但仍然能处理得过来,在将近6个小时的试用中没有出现死机。

Frankie先后演示了眼图,眼图模板违反定位,直方图,抖动与抖动追踪,FFT以及760zi创新的频谱分析功能,triggerscan和wavesan. Triggerscan,线缆补偿和图形化的运算链。当演示会力科创新的Triggerscan以后,大家开玩笑说,这样以后就可以直接用760zi 做GO/NG测试啦。下面我们就依次来看看Frankie所演示的内容。

1. 眼图和模板故障定位

据说高端示波器几乎有60%的使用时间是测眼图,可见眼图测试的重要性。力科在这方面可以说当仁不让,首屈一指。因为力科的示波器可以对捕获到全部波形的每个UI进行连续的眼图分析,测量抖动1ps rms。同时,Frankie还讲解了眼图的定义,以及传统的眼图生成方法。概括起来传统方式是同步触发+叠加显示,即硬件CDR(时钟恢复模块)会付出理想的时钟信号,再将时钟的上升沿作为触发源,每触发一次,叠加一个UI,由此来生成眼图。而力科称之为实时眼图的生成方法是将捕获的串行数据利用软件恢复出时钟,再将每个分割后的UI直接叠加,生成眼图。比起传统方式来,力科此种方式可以显著减少CDR和trigger的抖动,理论上这两种抖动为零。关于眼图的传统生成方式和力科的实时模式更详细的区别请参考下表。


生成眼图之后,下一步大家最关心的就是分析。Frankie进一步解释到,力科不仅能依据各种协议模板或自定义模板的进行测试和故障定位,还能利用力科独有的Mask Violation locator追踪到眼图中碰到模板的数据比特位,而这个功能对于调试是非常有用的。


使用体会:眼图配置简单,既使面对深存储信号,眼图生成的速度也非常快捷,可对眼图进行各种测量并进行模板故障定位,在码域和时域定位故障原因,并可对违反模板的各个UI波形进行测量。

2. 直方图和趋势图

相信凡是做过抖动分析的人对直方图都不陌生。作为抖动分析的基础,通过统计分析可以确定一些关键指标。得益于力科X-Stream II和750k次每秒的高速运算能力,基于统计分析的直方图和趋势图显得非常强大。可以对所有的测试参数做直方图分析,水平分辨率2kBins,总共样点数2 billion,并可对直方图进行20种测量。比如通过测量TIE直方图的 range或标准偏差就能得到抖动的峰峰值和RMS值。

下图就是利用直方图作为诊断工具,


除了直方图,Frankie还介绍了趋势图。如果说直方图反映了样点的正态分布的话,那么趋势图则反映了样点的实时变化趋势。力科的趋势图最多可以对20k个测量参数进行分析,而其可以以1k秒/格的低速采样。下面来看看力科的趋势图可以做什么。
可以绘制信号或测量参数的历史变化趋势,从而得出动态变化情况
可以同时存储最多8个带有时间戳的参数,在一个长记录中找到异常

使用体会:简单了解了直方图(histogram)和趋势图(trend)的作用。在试用直方图的过程中发现就算将样点数和水平分辨率设置为最大,处理时间也非常的快,几乎是实时的。

3. 抖动与抖动追踪

基于统计分析的抖动测量是串行信号的分析基础,也是信号完整性的基本分析手段。由于力科在眼图,直方图,追踪(轨迹?)方面的明显优势,使得力科在抖动分析方面也独树一帜,Frankie介绍道。

抖动的定义为,真实信号在时域中与理想位置之间的偏差。按信号种类划分,分为时钟抖动和数据抖动。按计算方法划分,又分为TIE,Period(half period),cycle to cycle抖动。抖动追踪可测量信号参数随时间的变化,比如周期,频率,宽度,保持,建立时间等。抖动追踪有别与趋势图,抖动追踪是参数随时间的变化,而趋势图反应的是参数随测试次序的变化。

利用抖动追踪,不仅可以进行抖动的各种测量,最有用的地方是可以定位抖动的来源。比如测量TIE抖动追踪波形的峰峰值就可得到该TIE抖动的峰峰值Pk-Pk jitter,测量标准偏差就可得到抖动的有效值RMS jitter,虽然统计分析也能做到这一点,但图形显示方式显得更直观。

下图是对33kHz 的SATA扩频时钟做抖动追踪


使用体会:由于抖动是一个深入的话题,大家并没有更多的讨论,只是由Frankie讲解了力科的独到之处,以及jitter track在实际中的应用,大家的一个共同感受是抖动追踪是一个非常有用的工具,尤其对于调试和失败分析非常有裨益。

4. FFT与频谱分析

FFT是示波器的一个重要功能,但是一般示波器的FFT只是大概观察一下信号在频域中的情况,而不能像频谱仪那样进行设置和测试。安装了频谱选项的Wavepro 760zi看起来更像一台频谱仪,可以对Center frequency ,Span,Amlitude,RBW,Averaging,Max hold进行设置,并有类似于Peak Search的测量。Wavepro 760zi的另一个突出优势是可以对128Mpts波形应用FFT,且运算时间只有15秒。

使用体会:对于用惯了频谱仪的人来说,使用Wavepro 760 Zi的FFT功能会觉得非常方便,这也是首次示波器的FFT做的像频谱仪。不过由于示波器受限于垂直灵敏度,只能测试mV级,即-47dBm级别的信号,而一般的频谱仪最差都能测试-100dBm以下的信号

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