如何驗證和分析復雜的串行總線鏈路模型

用于DDR的鏈路分析技術(shù)

鏈路分析傳統(tǒng)上是針對高速串行應(yīng)用；不過，在串行鏈路中使用的技術(shù)在其他領(lǐng)域（包括DDR內(nèi)存）也能獲得成功。通常，DDR信號是使用高阻抗探頭來存取的，這會導致采集波形上的反射。鏈路分析軟件可用于仿真對不同測試點的探測和消除由測量電路及不良信號存取點造成的反射。

圖8顯示了一種典型情景。采集波形存在由傳輸線和接收器輸入之間的阻抗失配而造成的嚴重反射。如果不對采集波形進行任何后處理，則不可能對信號進行分析。

圖8：由于傳輸線與接收器之間的阻抗失配，不可能對該DDR信號進行分析。

如前所述，為了去嵌反射，發(fā)射器、通道和接收器模型必須是已知的。但現(xiàn)實中常常難以獲得針對所有鏈路元件的模型，在上面的情形中，可使用近似法來補償采集信號上的反射。傳輸線時延和接收器負載阻抗可通過執(zhí)行簡單的定時和電壓測量來估計。通過使用游標，可按下式計算反射/入射電壓比：

在圖7所示的波形中，V2 = 1.2V，V1 = 0.75V。因此，我們能夠估計RX輸入阻抗大概在200Ω。下一步是估計從實際探測位置到期望測量點的傳輸線時延。通過使用游標，得到往返反射時間660ps（如圖9所示）。為了確定探測點與期望測試點之間的時間，我們將此數(shù)值除以2。

圖9：帶游標的DDR信號可用于測量往返反射時延，以近似實際探測位置與RX輸入之間的傳輸線時延。

使用鏈路分析工具，我們能夠估計測試點大概是在接收器的輸入位置。這是通過指定傳輸線時延、接收器的封裝模型以及接收器的輸入阻抗來進行的。在此情形中，接收器的封裝模型由一個4端口S參數(shù)模型定義。如果發(fā)射器、接收器和傳輸線的精確模型已知，則最終結(jié)果（如圖10所示）會更準確。不過，基于使用上面的技術(shù)，結(jié)果精確性已足以對信號進行分析，包括測量和協(xié)議解碼。

圖10：在使用串行數(shù)據(jù)鏈路分析工具消除了反射之后和在RX輸入位置進行探測仿真之后，現(xiàn)在能夠?qū)DR信號進行分析了。

圖11顯示了上述每個S參數(shù)向量的時域脈沖響應(yīng)表示。這也是一個很有用的視圖，因為它能容易地顯示傳輸項的時延。它還會顯示數(shù)據(jù)是否是在該時間間隔內(nèi)建立的，因為非如此不能保證S參數(shù)集的有效性。這些曲線是通過計算頻域S參數(shù)數(shù)據(jù)IFFT（快速傅里葉逆變換）而得到的。這常常需要把頻域數(shù)據(jù)外推至DC，有時需要外推至更高的理想Nyquist頻率。

圖11：數(shù)據(jù)鏈路的4端口S參數(shù)集的時域圖也是一個很有用的視圖，因為它能容易地顯示傳輸線的時延。

本文小結(jié)

隨著信號傳輸速度增加和幾何形狀縮小，強大的串行數(shù)據(jù)鏈路分析變得日益重要。通過使用S參數(shù)、傳輸線或RLC模型來創(chuàng)建在每個測試點的波形傳遞函數(shù)，此類應(yīng)用程序能夠更新示波器顯示屏上的實況仿真測試點波形?？梢栽诟信d趣的測試點上執(zhí)行各種功能，包括協(xié)議解碼、抖動和眼圖分析或者數(shù)學函數(shù)。這是使用實時示波器上的鏈路分析軟件直接實現(xiàn)的。如本文所述，鏈路分析能夠?qū)崿F(xiàn)各種目標，包括去嵌測量電路，以便在TX引腳位置測量DUT，應(yīng)用硅芯片專屬均衡來使眼圖張開，以及消除由于非理想實際探測位置而產(chǎn)生的反射。