簡化DisplayPort一致性測試的完整解決方案

DisplayPort是一種數(shù)字高清視頻傳輸標準，最初是為了取代PC顯示器的DVI、VGA接口和其它數(shù)字視頻設(shè)備的LVDS接口而開發(fā)的。相對于目前最流行的HDMI接口來說，DisplayPort能實現(xiàn)更大的傳輸帶寬、具有更好的可擴展性和外圍設(shè)備兼容性，且低成本、功耗低。DisplayPort可以直接驅(qū)動液晶面板，可節(jié)省大量的電路費用和空間，標準完全開放，不需要支付版權(quán)費用。

DisplayPort 1.1標準的4條主通道的傳輸速度最高為10.8Gbps，滿足了傳輸高清信號的要求。當前的DisplayPort 1.1設(shè)備的速率有兩種分別為1.62Gbps和2.7Gbps,未來設(shè)備的速率可達5.4Gbps。最近推出的新標準DisplayPort 1.2，其傳輸速率在單通道可達5.4Gbps，四通道可達21.6Gbps。

DisplayPort標準的發(fā)展和速率的提升，為DisplayPort測試帶來了新挑戰(zhàn)。VESA組織已創(chuàng)建了全面的一致性測試規(guī)范，即DisplayPort CTS，要求對DisplayPort產(chǎn)品的物理層和鏈路層進行一致性測試。物理層測試包括接收端測試、源端測試和電纜測試。鏈路層測試要對序列、鏈路的初始化和維護進行驗證，也被認為是一個擴展過程。DisplayPort作為新一代高速串行接口，它需要功能強大的測試儀器及詳細測試程序。此外，內(nèi)容眾多的測試驗證也將耗費工程師大量的時間和精力。這些都對能簡化測試過程、提高測試效率、提供可靠測試結(jié)果的自動化測試方案提出了迫切需求。

本文主要圍繞DisplayPort 1.1介紹DisplayPort測試的主要挑戰(zhàn)和主要測試內(nèi)容，并討論如何利用泰克公司提供的完整的自動化測試方案簡化DisplayPort一致性測試。泰克DisplayPort 1.1標準測試解決方案已獲得VESA的認證，包括源端、接收端和電纜測試方案。

源端測試

DisplayPort 1.1源端必須進行的測試項目有12項，包括眼圖測試、非預(yù)加重電平檢驗、預(yù)加重電平檢驗、信號對之間偏移、信號對內(nèi)部偏移、AC共模噪聲、非ISI抖動測量、總抖動測量、頻率長期穩(wěn)定性、擴頻調(diào)制頻率、擴頻偏差、輔助通道DC測試。

DisplayPort測試非常復(fù)雜，不僅因為它的測試項目多，還在于它需要在不同的碼型，不同信號電平幅度(如400mV、600mV和800mV)和不同預(yù)加重比例的情況下進行測試的，因此測試時間非常長。

泰克提供高效的源端測試方案，高速示波器DPO/DSA70000支持4個通道同時測試，能將測試時間至少縮減3/4。P7380SMA 高帶寬SMA 8GHz差分探頭保證關(guān)鍵信號上的低回波損耗，實現(xiàn)良好的信號保真度。

圖1給出了源端測試拓撲圖。信號從源端發(fā)出后，通過一個夾具把信號送到信號分析儀中進行分析，進行包括眼圖、抖動、預(yù)加重比例、偏移等測試。

圖1：DisplayPort源端測試拓撲圖。

DisplayPort測試要用不同碼型，而手動修改碼型很費時間。泰克提供可自動修改碼型的輔助通道控制器，通過軟件控制待測測設(shè)備(DUT)，根據(jù)測試要求自動修改碼型，同時自動進行測試。這種自動控制DUT的碼型修改的方法，也縮短了測試時間、降低了人力成本。

自動化一致性軟件DPO-DSPT能自動設(shè)置示波器和按照 CTS設(shè)置測量項目，可大大縮短測試時間，最大限度地減少用戶干預(yù)。通過菜單界面，用戶可以選擇要運行的測試，然后系統(tǒng)會引導(dǎo)用戶把(DUT)正確連接到泰克示波器上。對每種特定的源端信號條件(如啟用或禁用預(yù)加重)，DPO-DSPT會對選定測試自動執(zhí)行全套測量，工程師只需按一個按鈕，就可以完成整個測試過程。DPO-DSPT還會生成完整的測試報告，記錄所有在特定容限下的測量結(jié)果、測試通過/失敗結(jié)果、測量余量及相應(yīng)的屏幕截圖。

接收端測試

DisplayPort接收端需要進行抖動容限測試，這需要進行復(fù)制時鐘和抖動的注入，然后測試抖動注入后，測量系統(tǒng)端是否有誤碼。低速率DisplayPort(1.62Gps)和高速率DisplayPort(2.7Gps)對抖動頻率和抖動幅度的要求不一樣。在VESA發(fā)布的測試規(guī)范對這些參數(shù)做了明確規(guī)定。

圖2是泰克的接收端測試方案。測試設(shè)備包括AWG7122B任意波形發(fā)生器、DSA70804B 8GHz實時示波器。DisplayPort測試要求示波器具有8GHz 或以上帶寬，能捕獲1.35GHz 基礎(chǔ)頻率的第五個諧波，以滿足一致性測試規(guī)范。

圖2：泰克的接收端測試方案采用AWG7122B任意波形發(fā)生器、DSA70804B 8GHz實時示波器。

在測試的時候，首先由AWG7122B在被測通道發(fā)出帶有復(fù)制時鐘和抖動的信號給DUT(比如一臺顯示器)，同時在另外兩個通道注入干擾信號給DUT，然后測量DUT是否會由于被干擾而產(chǎn)生誤碼。接收端(DUT)接收信號，同時計算是否有誤碼。這個過程是通過輔助通道控制器，通過軟件對DUT的寄存器進行讀取，看是寄存器是否有誤碼，從而判定接收端是否有誤碼。整個過程完全自動化，不需要人去控制或者讀取DUT寄存器。

工程師可以通過通過信號源軟件自動設(shè)置碼型、速率，根據(jù)規(guī)范加入不同抖動頻率、幅度和成分的抖動信號。為了保證抖動信號的頻率、幅度和成分，還必須利用示波器進行校準。如果軟件設(shè)置的波形可滿足測試要求，則通過波形合成，將信號送到示波器的輸出端。
電纜測試

DisplayPort電纜測試包括：電纜組件信號對之間偏移、電纜組件信號對內(nèi)部偏移、遠端噪聲、散裝電纜和連接器阻抗、插入損耗、近端噪聲、回波損耗。圖3給出了電纜自動化測試拓撲圖。

圖3：DisplayPort電纜自動化測試拓撲圖。

泰克的DSA8200系列采樣示波器在要求的DisplayPort電纜測試中，通過iConnect軟件提供TDR/TDT和S參數(shù)測試支持。這是市場上唯一認可的無源電纜使用的單儀器DisplayPort互連測試解決方案。測試有源電纜要求增加AWG7000B102任意波形發(fā)生器和80SJNB抖動分析軟件。工程師同樣可以通過電纜自動化測試軟件界面，自動完成包括配置、校準在內(nèi)的整個測試過程。

輔助通道控制器和測試軟件

圖4：輔助通道。

在DisplayPort接口中有一對差分線，用于發(fā)送端和接收端的協(xié)商，包括鏈路速率和支持的分辨率，這一對差分線叫輔助通道(圖4)。當進行測試時，輔助通道可讓第三方設(shè)備控制源端，發(fā)送不同的碼型。因為DisplayPort測試面臨的一個問題是需要很多不同的碼型，這樣就需要多次配置寄存器。泰克提供的輔助通道控制器(圖5)，可自動跟芯片進行協(xié)商，讓芯片發(fā)送不同的所需碼型來測試，不需要工程師每次測試都去手動更改寄存器，整個過程實現(xiàn)了自動化。輔助通道控制器已集成不同廠商提供的軟件協(xié)議，不需要采用來自不同廠商的不同軟件。此外，工程師還可以通過輔助通道控制器來讀取DUT寄存器。

圖5：泰克的輔助通道控制器。

發(fā)送端、接收端和電纜測試需要不同軟件，泰克把這些軟件都集成在TekExpress軟件中。通過TekExpress，工程師能完成發(fā)送端、接收端和電纜的完整測試，所有設(shè)置都通過這個軟件完成，并生成測試報告。TekExpress DisplayPort 接收端測試軟件能自動化按照CTS1.1，完成DisplayPort接收端一致性測試，配合輔助通道控制器自動完成鏈路試驗和錯誤計數(shù)(DP-AUX)，大大縮短了測試時間。