浙江DDR测试眼图测量

克劳德高速数字信号测试实验室

眼图测试噪声和抖动

由于噪声和抖动，眼图上的空白区域变小。眼图在除去抖动和噪声的基础上，眼图上空白的区域在横轴上的距离称为眼宽(Eye Width)，在眼图上叠加的数据足够多时，眼宽很好的反映了传输线上信号的稳定时间；同理，眼图上空白的区域在纵轴上的距离称为眼高(Eye Height)，在眼图上叠加的数据足够多时，眼高很好的反映了传输线上信号的噪声容限，同时，眼图中眼高比较大的地方，即为比较好判决时刻。 眼图测试是高速串行信号物理层测试；浙江DDR测试眼图测量

眼图中的“1”电平（ top P）与“0”（ base P ）电平即是表示逻辑为1 或0 的电压位准值，实际中选取眼图中间的20% UI 部分向垂直轴投影做直方图，直方图的中心值分别为“1”电平和“0”电平。

眼幅度表示“1”电平信号分布与“0”电平信号分布平均数之差，其测量是通过在眼图位置附近区域（通常为零点交叉时间之间距离的20%）分布振幅值进行的。

眼宽反映信号的总抖动，即是眼图在水平轴所开的大小，其定义为两上缘与下缘交汇的点（Crossing Point）间的时间差。交叉点之间的时间是基于信号中的两个零交叉点处的直方图平均数计算而来，每个分布的标准偏差是从两个平均数之间的差值相减而来。

眼高即是眼图在垂直轴所开的大小，它是信噪比测量，与眼图振幅非常相似。 浙江DDR测试眼图测量眼图品质因数的有哪些定义；

目前，泰克提供的眼图生成方案：

（1） 从数据恢复时钟（CDR），眼图模板测试：可以分为硬件CDR（PLL）和软件CDR（PLL+其它）

（2） 测量眼图的眼高、眼宽等关于眼图的参数

（3） 根据上面测量到的数据，绘制相关的图形：

抖动：趋势，频谱,

直方图, 浴盆曲线

根据上述的方案概况，

在实时示波器中，通常使用连续比特位的眼图生成方法。首先，示波器采集到一长串连续的数据波形；然后，使用软件CDR恢复时钟，用恢复的时钟切割每个比特的波形，从第1个、第2个、第3个、一直到第n-1个、第n个比特；一步是把所有比特重叠，得到眼图。

其中，实时的眼图生成方法如下：

软件时钟恢复

 眼图参数测量

全系列标准参数测量，包括幅度、定时和抖动

低抖动低噪声

单触发事件，而不是ET方法中的多触发事件，即触发一次后连续采样，减少了可能引入的抖动、噪声

支持不同的时钟恢复模型

 锁相环 (PLL)„ 相位内插重复取样 (恒定时钟, 连续位)

 数据相关分析

把跳变位与非跳变位分开

 码型长度检测，进行抖动分析 (Rj/Dj分离)

而对于很多高速的串行总线信号来说，由于时钟信息嵌入在数据流里，所以需要测量设备有相应的时钟恢复功能（可能是硬件的也可能是软件的），能够先从数据流里提取出时钟，然后以这个时钟为基准对数据比特进行叠加才能形成眼图。因此，很多高速串行数字信号的眼图测试通常需要该示波器或测量设备有相应的时钟恢复功能。下图是个对串行数据流进行软件时钟恢复的例子。

真正意义的眼图是以时钟为基准进行叠加的：眼图测量的根本目的是判断该数据信号相对于其时钟信号（可能是专门的时钟通道也可能是内嵌的时钟信息）的建立/保持时间窗口、采样时的信号幅度等参数满足标准要求，所以眼图测量一定是要以其参考时钟为基准进行信号叠加才有意义。有时用数据信号自身的边沿触发进行自然叠加也能形成类似眼图的形状，但这不是真正意义上的眼图。 眼图的定义与测量方法；

眼图参数的定义

眼形窗说明

可以改变眼形窗起始和眼形窗终止的百分数：Eye Window Start （眼形窗起始）控制设置 眼图测量的水平起始点：Eye Window Stop （眼形窗终止）控制设置眼图测量的水平终止点。 这些控制的设置会影响眼图高度、眼度宽度和品质因数测量。默认的眼形窗起始值是40%, 终止值是60%o这样，眼图波形数据的中间的20%用于测量。

交叉点百分数的定义

交叉点百分数是眼图的上升沿与下降沿的交叉点与儿叩和外ase的差的比值，在启用色度 余辉时创建的数据库上进行测量。垂直直方图由落入定义眼图的窗口内的波形数据创建，可 利用它找到和/base电 品质因子又称为Q因子是用于测量眼图信噪比的参数。Q因子是在比较好判决门限下信号功率和噪声功率的比值；新疆通信眼图测量

抖动大的眼图的交点，直方图是一个像素宽的交点块投射到时间轴上的投影；浙江DDR测试眼图测量

眼图测试中的时钟恢复

眼图测试和分析关键之处是时钟恢复。现代的宽带示波器一般提供多种时钟恢复方式 以供选择，如下所述。

(1) 常频方式，类似于平均处理，适用于测量时钟抖动、扩频信号等测试。

(2) 黄金锁相环(Golden PLL), 一般支持一级或二级PLL,参数可以随意设置，适用 于测试串行信号。

(3) 外时钟恢复方式，适用于源同步信号的测试(如HDMI) 。

(4) 特殊方式，例如PCI Express> Fibre-Channel时钟恢复方式。

测试串行信号常用的是Golden PLL方法，要根据具体规范的CDR响应曲线选择一级 或二级锁相环，仔细设置时钟恢复参数。下面以SATA3为例介绍时钟恢复参数的设置， 浙江DDR测试眼图测量

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