上一篇文章提到,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(ADC/DAC)的分辨率和采樣率呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(ADC/DAC)的分辨率和采樣率呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。為應(yīng)對(duì)這一瓶頸,JEDEC固態(tài)技術(shù)協(xié)會(huì)推出的JESD204標(biāo)準(zhǔn)旨,為大家詳細(xì)介紹了高速串行JESD204B/C/D標(biāo)準(zhǔn)、高速DAC接收機(jī)(RX)面臨的物理層測(cè)試挑戰(zhàn)等內(nèi)容,并結(jié)合SL3000系列誤碼儀的技術(shù)指標(biāo)、功能指標(biāo)等給出針對(duì)JESD204C 物理層一致性測(cè)試的實(shí)際測(cè)試方案。
接收機(jī)抖動(dòng)容限(Jitter Tolerance, JTOL)測(cè)試
接收機(jī)均衡能力與眼圖靈敏度測(cè)試
本文將基于前文所述測(cè)試方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)高速DAC接收機(jī)的全面驗(yàn)證,關(guān)鍵在于測(cè)試系統(tǒng)是否具備連續(xù)速率輸出、精確抖動(dòng)注入以及真實(shí)信道環(huán)境模擬能力。
針對(duì)JESD204C/D DAC測(cè)試中的關(guān)鍵需求,中星聯(lián)華科技SL3000系列誤碼分析儀,圍繞上述測(cè)試方法的工程實(shí)現(xiàn),提供了完整的測(cè)試能力與實(shí)現(xiàn)路徑。

SL3000系列誤碼儀
中星聯(lián)華SL3000系列誤碼儀的特點(diǎn)
針對(duì)JESD204C/D DAC測(cè)試的痛點(diǎn),中星聯(lián)華科技推出的SL3000BX系列誤碼分析儀(BERT)憑借其獨(dú)特的硬件架構(gòu),提供了超越傳統(tǒng)通用儀器的測(cè)試能力。
0.5G至33G連續(xù)速率可調(diào):覆蓋全協(xié)議棧
JESD204C標(biāo)準(zhǔn)向下兼容,且不同應(yīng)用場(chǎng)景下的速率配置極多(例如通過(guò)通過(guò)降速來(lái)?yè)Q取更遠(yuǎn)的傳輸距離)。
傳統(tǒng)痛點(diǎn):許多誤碼儀僅支持特定的標(biāo)準(zhǔn)頻點(diǎn)(如10G, 25G),在測(cè)試非標(biāo)速率或進(jìn)行“超頻”余量摸底時(shí)無(wú)能為力。
SL3000優(yōu)勢(shì):無(wú)斷點(diǎn)連續(xù)可調(diào),支持未來(lái)更高的JESD-204D標(biāo)準(zhǔn)。這意味著研發(fā)人員可以從幾百M(fèi)bps一路掃描至32 Gbps,繪制出DAC接收機(jī)在不同頻率下的靈敏度曲線(Bathtub Curve),精準(zhǔn)定位CDR環(huán)路帶寬的拐點(diǎn)。這對(duì)于驗(yàn)證DAC內(nèi)部PLL的鎖定范圍(Lock Range)至關(guān)重要。
高級(jí)抖動(dòng)注入能力:模擬真實(shí)惡劣環(huán)境
這是物理層壓力測(cè)試的核心。SL3000不僅能產(chǎn)生理想信號(hào),更能充當(dāng)“信號(hào)破壞者”。
低頻周期性抖動(dòng)(SJ):模擬開關(guān)電源(DC-DC)噪聲干擾。SL3000支持注入從10KHZ到10MHz頻率的SJ,直接考驗(yàn)DAC CDR的抖動(dòng)容限(Jitter Tolerance)。
高頻周期性抖動(dòng)(PJ):模擬系統(tǒng)時(shí)鐘串?dāng)_等高頻確定性干擾。SL3000支持注入大于10MHz的PJ,直接考驗(yàn)DAC CDR的抖動(dòng)容限(Jitter Tolerance)。

中星聯(lián)華誤碼儀PPG輸出10MHz 抖動(dòng)
發(fā)射端上升/下降時(shí)間濾波器(Rise/Fall Time Filters):JCOM算法會(huì)針對(duì)不同的Tx模型優(yōu)化信號(hào)的轉(zhuǎn)換時(shí)間。SL3000 具備硬件級(jí)的上升時(shí)間可調(diào)功能(Tunable Transition Time)。用戶可以在15ps至35ps范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)輸出信號(hào)的邊沿速率。這一特性使得研發(fā)人員能夠物理復(fù)現(xiàn)JCOM仿真中設(shè)定的不同壓擺率(Slew Rate)場(chǎng)景,驗(yàn)證DAC接收端在不同邊沿速度下的建立/保持時(shí)間裕量,而無(wú)需更換硬件濾波器。
·發(fā)射端前饋均衡(Tx FFE):對(duì)于Class C-M和C-R鏈路,標(biāo)準(zhǔn)要求Tx具備特定的預(yù)加重能力以補(bǔ)償信道損耗。SL3000 PPG支持2個(gè)Pre-cursor + 1個(gè)Post-cursor的高精度均衡,且抽頭系數(shù)支持0.1dB步進(jìn)微調(diào)。
符號(hào)間干擾(ISI):通過(guò)可變插損的高速ISI 通道板來(lái)實(shí)現(xiàn),支持模擬從5dB到30dB的各種不同的插損環(huán)境。

高速ISI插損板外觀

ISI 插損板支持各種不同插入損耗曲線
模擬串?dāng)_:通過(guò)高速信號(hào)完整性損傷板來(lái)實(shí)現(xiàn),支持模擬各種真實(shí)世界的串?dāng)_,skew等問(wèn)題。

高速信號(hào)完整性損傷板注入串?dāng)_噪聲測(cè)試環(huán)境

無(wú)串?dāng)_耦合噪聲眼圖
VS

串?dāng)_耦合噪聲后眼圖
自定義碼型(User Defined Pattern): SL3000系列誤碼儀支持超過(guò)8Mb長(zhǎng)度的自定義序列。
SL3000進(jìn)行高性能DAC芯片
測(cè)試和調(diào)試實(shí)例
在實(shí)際支持客戶測(cè)試的過(guò)程中,公司發(fā)現(xiàn)客戶研發(fā)的一款高性能DAC,采用JESD204C接口,單通道速率很大支持12.5Gbps 到32 Gbps。但在初期流片驗(yàn)證中,在特定PCB板上偶爾出現(xiàn)鏈路失鎖,且模擬輸出的底噪異常抬高。針對(duì)上述情況我們協(xié)助客戶迅速定位問(wèn)題并提出下述解決方案。
問(wèn)題定位
使用常規(guī)BERT測(cè)試,眼圖和誤碼率看似正常。使用中星聯(lián)華SL3000系列介入后,通過(guò)其高級(jí)PJ注入功能,工程師在7.8 MHz頻點(diǎn)注入0.6 UI的抖動(dòng)時(shí),瞬間復(fù)現(xiàn)了鏈路失鎖故障。
根因分析
經(jīng)排查,該P(yáng)CB板上的供電模塊(VRM)在重載下存在約7.8 MHz的開關(guān)紋波耦合到了DAC的SerDes電源域。而該DAC的CDR環(huán)路帶寬設(shè)計(jì)恰好在40-60 MHz附近存在增益峰值(Peaking),導(dǎo)致對(duì)該頻率的抖動(dòng)不僅沒(méi)有抑制,反而進(jìn)行了放大,最終導(dǎo)致采樣時(shí)序違規(guī)。
解決方案與驗(yàn)證
優(yōu)化CDR的環(huán)路濾波器參數(shù),壓低帶內(nèi)峰值。
優(yōu)化電源去耦電容。
回歸測(cè)試: 再次使用SL3000注入100K-10MHz 抖動(dòng),幅度提升至0.8UI,DAC依然穩(wěn)定鎖定,指標(biāo)滿足要求。
SL3000系列誤碼儀的寬頻段抖動(dòng)注入能力,幫助客戶發(fā)現(xiàn)了常規(guī)手段無(wú)法檢測(cè)的“設(shè)計(jì)死角”,避免了潛在的批量召回風(fēng)險(xiǎn),顯著提升了芯片的量產(chǎn)可靠性。

隨著JESD204C/D標(biāo)準(zhǔn)的普及,高速DAC的物理層測(cè)試已不再是簡(jiǎn)單的數(shù)字邏輯驗(yàn)證,而是涉及信號(hào)完整性、電源完整性及模擬性能的跨域系統(tǒng)工程。
中星聯(lián)華科技SL3000系列誤碼儀,憑借其連續(xù)速率覆蓋,深度抖動(dòng)注入等差異化優(yōu)勢(shì),完美契合高端DAC芯片設(shè)計(jì)與系統(tǒng)集成的測(cè)試需求。它不僅是一臺(tái)誤碼測(cè)試儀器,更是探測(cè)芯片物理極限、優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的強(qiáng)力工具。
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