DigRF的物理層測(cè)試方法

DigRF組織在V1和V3時(shí)代時(shí)由于沒有并入MIPI組織，所以其物理層采用的是自定義的物理層。而在V4時(shí)DigRF WorkGroup主要致力于協(xié)議層標(biāo)準(zhǔn)的制定，物理層采用的是MIPI組織的M-PHY的物理層標(biāo)準(zhǔn)，因此DigRF V1/V3/V4的各個(gè)版本之間是互相不兼容的。

對(duì)于來DigRF V4說，其物理層M-PHY的測(cè)試參考MIPI協(xié)會(huì)發(fā)布的M-PHY的技術(shù)規(guī)范以及相應(yīng)的一致性測(cè)試規(guī)范。由于M-PHY采用高達(dá)幾Gbps的高速差分線進(jìn)行信號(hào)傳輸，因此保證信號(hào)質(zhì)量的好壞對(duì)于通信的可靠性至關(guān)重要。要進(jìn)行信號(hào)質(zhì)量測(cè)試，首先要選擇合適的示波器，示波器帶寬的選擇取決于被測(cè)信號(hào)的上升時(shí)間。下面是M-PHY 對(duì)于信號(hào)速率和上升時(shí)間的定義，可以看到Gear1的數(shù)據(jù)速率高達(dá)約1.5Gbps, 而Gear2的數(shù)據(jù)速率高達(dá)約3Gbps，信號(hào)上升時(shí)間更是只有bit寬度的1/10，約幾十ps。因此,根據(jù)MIPI協(xié)會(huì)的要求，對(duì)于Gear1信號(hào)的測(cè)試至少需要6GHz帶寬的示波器，對(duì)于Gear2信號(hào)的測(cè)試至少需要12GHz帶寬的示波器。下面是DigRF總線定義的數(shù)據(jù)速率。


M-PHY屬于典型的高速串行差分信號(hào)，速率比傳統(tǒng)上手機(jī)內(nèi)部的信號(hào)速率要高很多倍，測(cè)試的參數(shù)和傳統(tǒng)的信號(hào)波形測(cè)試也不太一樣，比如需要進(jìn)行眼圖、斜率、總體抖動(dòng)、確定性抖動(dòng)等很多項(xiàng)目的測(cè)試。以下是按照M-PHY的測(cè)試規(guī)范要求的一些測(cè)試項(xiàng)目：
--Test 1.1.1 – HS-TX Differential DC Output Voltage Amplitude (VDIF-DC-xA-xT-TX)
--Test 1.1.2 – HS-TX Transmitter Eye Opening(TEYE-TX)
--Test 1.1.3 – HS-TX Maximum Differential AC Output Voltage Amplitude (VDIF-AC-xA-xT-TX)
--Test 1.1.4 – HS-TX Common Mode Output Voltage Amplitude (VCM-xA-TX)
--Test 1.1.6 – HS-TX Lane-to-Lane Skew (TL2L-SKEW-HS-TX)
--Test 1.1.7 – HS-TX Slew Rate (SRDIF-TX)
--Test 1.1.10 – HS-TX Intra-Lane Output Skew (TINTRA-SKEW-TX)
--Test 1.1.11 – HS-TX Transmitter Pulse Width (TPULSE-TX)
--Test 1.1.12 – HS-TX Total Jitter (TJTX)
--Test 1.1.13 – HS-TX Deterministic Jitter (DJTX)
--Test 1.1.14 – HS-TX Short-Term Total Jitter (STTJTX)
--Test 1.1.15 – HS-TX Short-Term Deterministic Jitter (STDJTX)
--Test 1.1.17 – HS-TX Transmitter Frequency Offset (fOFFSET-TX)

由于很多工程師對(duì)這些新的測(cè)試項(xiàng)目和具體的測(cè)試方法不是特別熟悉，為了方便DigRF的設(shè)計(jì)和測(cè)試工程師能夠快速驗(yàn)證信號(hào)質(zhì)量，Agilent在業(yè)內(nèi)最先推出了專門針對(duì)M-PHY的一致性測(cè)試軟件U7249A。這個(gè)軟件的主要特點(diǎn)是：
--支持DigRF v4, UniPro 和 LLI 等使用M-PHY最為物理層的信號(hào)質(zhì)量測(cè)試
--嚴(yán)格遵循 MIPI 協(xié)會(huì) M-PHY 規(guī)范 v1.00 和相應(yīng)CTS
--支持M-PHY Gear 1， 2，3，支持最高數(shù)據(jù)速率達(dá)5.8 Gbps.
--自動(dòng)進(jìn)行示波器測(cè)試設(shè)置和控制以提高測(cè)量精度和重復(fù)性
--自動(dòng)測(cè)量結(jié)果分析和 報(bào)告生成

U7249A提供圖形化的測(cè)試界面，用戶只需要選擇測(cè)試項(xiàng)目并按照?qǐng)D形化的提示進(jìn)行探頭連接，就可以自動(dòng)運(yùn)行并生成HTML格式的測(cè)試報(bào)告。測(cè)試報(bào)告中除了有相關(guān)項(xiàng)目的測(cè)試結(jié)果外，還有規(guī)范中相應(yīng)項(xiàng)目的具體要求、測(cè)試裕量及詳細(xì)的測(cè)試圖片。

在用示波器進(jìn)行信號(hào)質(zhì)量分析的同時(shí)，Agilent還提供了基于示波器的M-PHY協(xié)議解碼方案N8807A，即可以在示波器里直接對(duì)捕獲到的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議解包。由于示波器可以把協(xié)議解碼的結(jié)果和波形放在一起顯示，所以這對(duì)于分析總線問題是由于信號(hào)質(zhì)量還是協(xié)議錯(cuò)誤造成的非常有幫助。

除了用示波器對(duì)M-PHY的Transmitter的信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行分析，Agilent還提供了M-PHY的Receiver的接收測(cè)試方案，用于進(jìn)行接收抖動(dòng)容限和接收靈敏度的測(cè)試。如果是1條Lane的總線，可以使用高性能的串行誤碼儀N4903B，如果是多條Lane的測(cè)試，可以使用高性能的并行誤碼儀81250。相應(yīng)的，Agilent 還提供了N5990A-165 MIPI M-PHY/ DigRF v4 接收端自動(dòng)測(cè)試軟件以方便和加快接收容限的自動(dòng)測(cè)試。