北京DDR测试眼图测试系列

信号完整性的第一步—搞懂眼图在传统汽车工程师的世界里，1MHz以上的信号就觉得是高频了，那个时候很少会考虑信号完整性，眼图更是闻所未闻。智能网联汽车的兴起，千兆以太网来了，DDR来了，GPS来了，4G，5G来了，汽车工程师突然成了通信工程师，我们还是我们，走线却不再是那根走线。眼图是信号完整性的第一步，看懂眼图也算我们入行了。

观察眼图的方法是:用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形像人的眼睛，故称 为 "眼图"。 克劳德高速数字信号测试实验室眼高意味噪声；眼宽意味抖动。北京DDR测试眼图测试系列

数字信号抖动的成因

 抖动反映的是数字信号偏离其理想位置的时间偏差。高频数字信号的比特周期都非常短，很小的抖动都会造成信号采样位置电平的变化，所以高频数字信号对于抖动都有严格要求。高速的串行数字信号对抖动的要求更加严格，同时由于其传输路径比较复杂，中间可能会受到各种因素的影响，所以其总体抖动也可能是由不同的抖动分量组成的，而且不同分量对于系统性能的影响也不一样。因此，很多更高速率的串行信号测试在中，出来知道抖动的均方根植或者峰峰值以外，还会要求对抖动的各个成分进行分解和分析。 北京DDR测试眼图测试系列眼图测试软件，眼图测量。

在进行眼图测试时直接把眼图套在这个模板上，如果长时间累积测量信号没有压在模板上，就说明信号满足了基本质量要求，一个对10.31Gbps的信号进行模板测试的例子，信号质量很好，所以点没有压在模板上。

如果被测信号压在测试模板上，就说明被测信号质量有明显的问题。

通过模板测试，可以快速判决信号质量的问题，因此模板测试在很多高速总线的兼容性测试中都是比测的项目。

但是需要注意的一点是，虽然眼图的模板的测试可以反映出高速数字信号质量的大部分问题，但并不是 全部的。即使信号通过了模板测试，也有可能其他参数   不满足条件 ，例如  信号里各个抖动分量成分占的比例、预加重的幅度、共模噪声、SSC的调制速率和调制  深度 等，所以大部分高速的数字总线除了进行眼图的模板测试外还都会要求一些其他项目的测试。  

    对于眼图的概念，有以下几点比较重要：眼图是波形的叠加：眼图的测量方法不是对单一波形或特定比特位置的波形参数进行测量，而是把尽可能多的波形或比特叠加在一起，这样可以看到信号的统计分布情况。只有差的信号都满足我们对于信号的基本要求，才说明信号质量是可以接受的。波形需要以时钟为基准进行叠加：眼图是对多个波形或bit的叠加，但这个叠加不是任意的，通常要以时钟为基准。对于很多并行总线来说，由于大部分都有专门的时钟传输通道，所以通常会以时钟通道为触发，对数据信号的波形进行叠加形成眼图，一般的示波器都具备这个功能。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。 眼睛张开度与误码率的关系。

由于眼图是用一张图形就完整地表征了串行信号的比特位信息，所以成为了衡量信号质量的重要工具，眼图测量有时侯就叫“信号质量测试”。此外，眼图测量的结果是合格还是不合格，其判断依据通常是相对于“模板（Mask）”而言的。模板规定了串行信号“1”电平的容限，“0”电平的容限，上升时间、下降时间的容限。所以眼图测量有时侯又被称为“模板测试（MaskTest）”。模板的形状也各种各样，通常的NRZ信号的模板如图五和图八蓝色部分所示。在串行数据传输的不同节点,眼图的模板是不一样的，所以在选择模板时要注意具体的子模板类型。如果用发送端的模板来作为接收端眼图模板，可能会一直碰模板。但象以太网信号、E1/T1的信号，不是NRZ码形，其模板比较特别。当有比特位碰到模板时，我们就认为信号质量不好，需要调试电路。有的产品要求100%不能碰模板，有的产品是允许碰模板的次数在一定的概率以内。示波器中有测量参数可自动统计出碰到模板的次数。此外，根据“侵犯”模板的位置就能知道信号的哪方面有问题从而指导调试。如图九表明信号的问题主要是下降沿太缓，图十表明1电平和0电平有“塌陷”，可能是ISI问题导致的。眼图测试比较好抽样时刻应 在 "眼睛" 张开比较大的时刻。北京DDR测试眼图测试系列

眼图测试设备的研究与设计？北京DDR测试眼图测试系列

DDR4眼图测试1-2是德科技ADS仿真软件的DDR4总线仿真器，提供了统计眼图分析的功能，能够在短时间内统计计算在极低误码率(1e-16)下的DQ眼图，根据规范判断模板是否违规。另外基于总线的仿真，也很易于仿真基于串扰因素下的眼图质量。基于示波器的DDR4信号实测，可以利用大家熟悉的InfiniiScan区域触发功能，很容易分离出“写”信号，再通过Gating功能对Burst写信号做时钟恢复和眼图重建，再进行EyeContour测量，并验证1e-16误码率下的眼图模板是否违规。如果是使用一致性测试软件，就不用手动操作，软件会自动跟踪和分离波形并实现眼图测试 北京DDR测试眼图测试系列

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