ZHCAD64A September   2023  – January 2024 DS320PR1601 , DS320PR410 , DS320PR810

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言
  5. 2器件概述
  6. 3眼图扫描的目的
    1. 3.1 通道裕度简介
    2. 3.2 眼图扫描如何工作?
    3. 3.3 手动眼图扫描捕获的编程步骤
    4. 3.4 眼图扫描捕获寄存器
    5. 3.5 CTLE 扫描结果
    6. 3.6 眼图扫描 DAC 范围
  7. 4眼图扫描应用
    1. 4.1 眼图扫描应用:PCIe 合规性
    2. 4.2 眼图扫描应用:系统
  8. 5SigCon Architect GUI 中的眼图扫描
  9. 6总结
  10. 7参考文献
  11. 8修订历史记录

眼图扫描如何工作?

由于不同的数据模式和传输线路而产生的符号间串扰 (ISI) 可能会导致垂直和水平眼图张开度发生变化。因此,在使用眼图扫描监测 PCIe 链路质量和稳定性时,必须考虑标准化技术。眼图扫描的工作原理是使用 64 级可编程 DAC 来对 PCIe 转接驱动器发送器处的信号命中 数进行计数。该 DAC 的水平电平会在可编程电压范围内针对 DAC 的 64 个阶跃分别进行扫描,从而将输入信号限制为转接驱动器内部的眼图扫描计数器。图 3-1 直观地呈现了这种情形。


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图 3-1 眼图扫描 DAC 和命中计数

在每个 DAC 电平,根据信号与 DAC 电压电平的交点计算信号命中 数,如图 3-2 中的水平线所示。对于每个选定的 DAC 电平,命中计数会累积在易失性转接驱动器寄存器中,然后在可编程 DAC 电压范围内扫描 DAC 电平时存储在外部存储器中。图 3-2 中进一步详细展示了眼图扫描方法。


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图 3-2 眼图扫描命中计数方法

为了充分理解眼图扫描的概念,必须引入累积分布函数 (CDF) 的统计概念。实值随机变量 X 的 CDF 由以下函数给出:

方程式 1. FXx=P(X x)

其中右侧表示随机变量 X 的值小于或等于 x 的概率。在这种情况下,随机变量 X 呈正态分布,其中均值为 μ 且标准偏差为 σ,即

方程式 2. X ~ N(μ, σ2)

我们可以假设高速波形的命中 事件是正态分布的,因此在接近转接驱动器处的垂直眼图张开度时,可以使用正态分布随机变量 X 的 CDF。

利用上述定义和 CDF,可以就命中计数累积得出以下结论:

  • 随机位模式会根据传输介质损耗特性引起随机的垂直眼图张开度,因此在累积命中计数时会提取波形的多个样本。
  • 在 DAC 电压电平下累积零命中计数意味着电压电平超出垂直眼图张开度的顶部或底部。
  • 在 DAC 电压电平下累积恒定的高命中计数意味着电压电平处于垂直眼图张开范围内。

图 3-3 展示了这些结论的一个示例。波形是使用示波器捕获的,眼图的顶部和底部用零命中计数值来界定,而垂直眼图内部的区域以近乎恒定的命中计数值形式累积。


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图 3-3 零命中计数(红色)与恒定命中计数(绿色)