[發明專利]用于高速串行器/解串器的眼開監視器裝置及測試方法

有效

• 申請號: 201410169430.6
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103926471B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 劉鵬;沈炳鋒;王維東;方興;李順斌;郭俊;鄔可俊
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01R29/00
• 分類號: G01R29/00
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙)33231
• 代理人: 張宇娟

技術領域

本發明涉及高速串行器/解串器系統中高速信號的眼圖測試電路設計領域，具體為一種用于高速串行器/解串器的眼開監視器裝置及測試方法。?

背景技術

串行數據在鏈路中傳輸時，由于系統傳輸總特性（包括均衡器和信道的特性）不理想，導致前后碼元的波形畸變、展寬，并使前面波形出現很長的拖尾，影響到當前碼元的抽樣時刻，從而對當前碼元的判決造成干擾，這就是所謂的碼間干擾現象。隨著數據速率的提升，碼間干擾現象也更加顯著。一般采用數據眼圖對碼間干擾量進行衡量。在高速的串行鏈路傳輸系統中，發送端采用片上的偽隨機比特發生器產生測試序列。在接收端，對于接收信號眼圖的獲取由片上的眼開監視器獲得。片上眼開監視器可以提供眼圖的打開大小信息，甚至是完整的眼圖形狀。

目前片上眼開監視器可以劃分為一維眼開監視器，二維眼開監視器，基于邊緣數據的眼開監視器，以及多采樣眼開監視器。

一維眼開監視器對眼圖的垂直張開程度進行測量，一維眼開監視器的硬件開銷最小，然而一維眼開監視器只能監測眼圖的垂直方向，無法獲知眼圖的水平打開大小。

二維眼開監視器同時在垂直和水平方向上對眼圖進行監測。二維眼開監視器基本思想是通過形狀為矩形的模板與數據進行比較，如果測試數據穿過了模板則認為對應的模板是不可用的，將所有未穿過數據的模板進行疊加，便獲得了最終的數據眼圖。但是該電路測試時，模板的起始時鐘位置需要與數據中心對齊，其對齊操作是通過讓測試數據經過延遲線實現的。

基于邊緣數據的眼開監視器對眼圖張開的監測是通過檢查數據邊沿實現的，邊沿的監測通常需要密集采樣，所得到的結果使用直方圖進行表示，直方圖越窄，眼圖打開得越大，但是當數據速率過高時，受采樣時鐘頻率的限制，使用基于邊緣數據的眼開監視器測量眼圖將變得困難。

多采樣眼開監視器在每一個周期內，通過大量采樣對數據的一個周期內多個相位點上的垂直打開大小進行采樣，需要設計十分精確的相位旋轉器，多采樣眼開監視器的監測是最全面的，但是其硬件設計復雜度最大。

由于一維眼開監視器只能對眼圖的垂直打開大小進行測量，而基于邊緣數據的眼開監視器對于高速率數據受限于采樣頻率的提高，多采樣眼開監視器需要十分精確的相位旋轉器與多相位點采樣，而二維眼開監視器對眼圖的測試取決于模板的選擇，其只能對設定的模板進行測試，其測試結果只能說明給定的模板是否可用，最終的眼圖需要進行大量的模板設置與測試工作，費時費力。

發明內容

本發明要解決的技術問題是二維眼開監視器如何不通過時鐘與數據的同步而獲取信號眼圖，繼而從眼圖中可以得到最佳采樣時刻，判決門限電平等信息，這些信息主要是通過眼圖的水平打開程度和垂直打開程度體現出來的。隨著信號受噪聲量的加大，水平與垂直的打開程度會隨之減少。本發明在于如何測量出眼圖的水平與垂直打開大小，即眼圖的打開程度。本發明通過結合時鐘周期遍歷和閾值線比較兩種方法，簡化了測試方法及監視裝置，其具體方案如下：

一種應用于高速串行器/解串器的信號眼圖測試方法，包括如下步驟：

S10，使用兩個與信號頻率相同的眼開測量時鐘對所設置的相位點上的眼圖打開大小進行測試，所述兩個測量時鐘分別覆蓋半個周期；

S20，設置閾值大小以及在半個周期內對測量時鐘相位進行設置；

S30，判斷所設置的閾值大小在測量時鐘處是否在眼圖內部，滿足在眼圖內部的最大閾值便是該時鐘相位點處的眼圖打開大小；

S40，將每個相位點上的眼圖打開大小結果保存到寄存器中，在測試完所有相位點后將寄存器的值依序排列，得到了信號眼圖的水平與垂直打開大小值。

本發明的另一目的還在于提供一種應用于高速串行器/解串器的眼開監視器裝置，包括：閾值線測試電路、時鐘與閾值設置電路、設置寄存器、有限狀態機、結果監測電路和測試結果寄存器，其中：

閾值線測試電路，接收外部被測輸入信號和時鐘與閾值設置電路輸出的兩個閾值信號和兩個眼開測量時鐘信號來對所設置的相位點上的眼圖打開大小進行測試，并輸出相應的測試結果；所述兩個眼開測量時鐘信號與輸入信號頻率相同且兩個測量時鐘分別覆蓋半個周期；

結果監測電路，接收閾值線測試電路輸出的每個相位點上的眼圖打開大小結果并輸出；

時鐘與閾值設置電路，用于在半個周期內對測量時鐘相位進行設置以及對閾值的大小設置；

有限狀態機，對時鐘與閾值設置電路中閾值和測試時鐘的相位設置進行控制，并對結果監測電路的輸出進行處理，將測試結果保存到測試結果寄存器中；