基于誤碼率的眼圖測試

常規(guī)的眼圖測量

眼圖測試是高速串行信號物理層測試的一個重要項目。眼圖是由多個比特的波形疊加后的圖形，從眼圖中可以看到：數(shù)字信號1電平、0電平，信號是否存在過沖、振鈴？抖動是否很 大？眼圖的信噪比？上升下降時間是否對稱（占空比）？眼圖反映了大數(shù)據(jù)量時的信號質(zhì)量，可以最直觀的描述高速數(shù)字信號的質(zhì)量與性能。如圖1所示為某1.25G信號的眼圖。可以看到該信號的抖動較大。另外，在很多高速數(shù)字信號的標準中，定義了不同測量點的眼圖模板。圖1的深藍色部分是眼圖模板，測量到的眼圖不能觸碰到該模板。

在實時示波器中，通常使用連續(xù)比特位的眼圖生成方法。力科于2002年在業(yè)界最早采用連續(xù)比特位的眼圖測試方法。首先，示波器采集到一長串連續(xù)的數(shù)據(jù)波形；然后，使用軟件CDR恢復時鐘，用恢復的時鐘切割每個比特的波形，從第1個、第2個、第3個、一直到第n-1個、第n個比特；最后一步是把所有比特重疊，得到眼圖。

什么是BER?

在數(shù)字電路系統(tǒng)中，發(fā)送端發(fā)送出多個比特的數(shù)據(jù)，由于多種因素的影響，接收端可能會接收到一些錯誤的比特（即誤碼）。錯誤的比特數(shù)與總的比特數(shù)之比稱為誤碼率，即Bit Error Ratio，簡稱BER。誤碼率是描述數(shù)字電路系統(tǒng)性能的最重要的參數(shù)。在GHz比特率的通信電路系統(tǒng)中（比如Fibre Channel、PCIe、SONET、SATA），通常要求BER小于或等于 。BER= 指的是發(fā)送/接收了10 個比特，只允許1個比特出錯。誤碼率較大時，通信系統(tǒng)的效率低、性能不穩(wěn)定。影響誤碼率的因素包括抖動、噪聲、信道的損耗、信號的比特率等等。

基于誤碼率的眼圖輪廓測試（BER Eye Contour）－力科稱為ISOBER

在上文中提到眼圖是多個比特位的信號疊加得到的測量結(jié)果，所以測試中需要注意眼圖是由多少個比特組成的？

使用常規(guī)的實時示波器來測量高速串行信號的眼圖，在幾秒鐘內(nèi)可以生成1萬個比特疊加的眼圖。力科示波器使用了創(chuàng)新的XStream II專利技術(shù)，可以快速的生成眼圖，以SDA816Zi測量3.125Gbps的XAUI信號為例，大概幾秒就可以得到上百萬個比特的眼圖。即使如此速度，也很難直接測量到10 個比特的數(shù)據(jù)疊加得到的眼圖，與誤碼率聯(lián)系在一起，即BER=10 時的眼圖輪廓。假設每5秒測量到1M個比特的眼圖，測量10 的眼圖需要5*10 秒 = 1388.8小時，可見對于示波器來說，測量BER=10 的眼圖是很有挑戰(zhàn)性的。如圖2所示為疊加了282萬個比特的眼圖。