泰克研發(fā)成功世界最高速實(shí)時(shí)示波器

    泰克公司（Tektronix）1月31日宣布推出全球速度最高，功能最為強(qiáng)大的實(shí)時(shí)示波器以及新的探頭設(shè)備。該產(chǎn)品的推出將有力推動(dòng)在計(jì)算，通信以及消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)基于第二代串行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，其中包括第二代PCI-Express，SATAIII 以及雙倍速XAUI等。泰克新推出的產(chǎn)品屬于其TDS6000系列數(shù)字存儲(chǔ)示波器（DSO）產(chǎn)品線，包括帶寬12Ghz的TDS6124C示波器以及帶寬達(dá)到創(chuàng)記錄的15Ghz的TDS6154C示波器，同時(shí)一起推出的產(chǎn)品還包括P7313Z-Active™低負(fù)載探頭。這些新產(chǎn)品將為客戶提供不折不扣的業(yè)界最優(yōu)性能，從而滿足產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)工作中最為苛刻的要求。

    為與全球高速技術(shù)的迅速發(fā)展同步，工程設(shè)計(jì)人員正面臨著開發(fā)下一代系統(tǒng)的任務(wù)，該系統(tǒng)所采用的串行數(shù)據(jù)傳輸速率將超過4Gb/s。這些工作將最終為我們帶來更高速尖端的計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，有線及無線技術(shù)以及電子消費(fèi)產(chǎn)品。此次推出的示波器產(chǎn)品所采用的第三代硅鍺（SiGe）集成電路技術(shù)由泰克和IBM共同開發(fā)，居于業(yè)界領(lǐng)先地位。憑借此項(xiàng)技術(shù)，新的泰克示波器產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了業(yè)界最高的帶寬，最低的噪聲基底以及最長(zhǎng)的存儲(chǔ)深度及時(shí)間解析度，同時(shí)對(duì)于最新出現(xiàn)的串行標(biāo)準(zhǔn)該示波器也提供了最完整的分析能力。因此，該示波器以及探頭所提供的無以倫比的性能將幫助從事超高速電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程人員大大提升工作效率。

    “我們的客戶常常告訴我們他們希望得到高帶寬，快速上升時(shí)間，更長(zhǎng)的存儲(chǔ)長(zhǎng)度以及對(duì)串行標(biāo)準(zhǔn)的全面支持，”Colin Shepard先生，泰克公司效能示波器產(chǎn)品副總裁說，“此次泰克的最新示波器以及探頭產(chǎn)品使得示波器產(chǎn)品的性能基準(zhǔn)得到了關(guān)鍵性的巨大提升。TDS6000C系列示波器和Z-Active P7313低負(fù)載探頭的組合所賦予用戶的無可比擬的性能，最高的速率，最強(qiáng)勁的功能以及對(duì)于設(shè)計(jì)和測(cè)試最完整的支持將幫助工程設(shè)計(jì)人員輕松面對(duì)第二代PCI-Express，SATA III，雙倍速XAUI以及4G光纖通道等串行數(shù)據(jù)設(shè)備的研發(fā)工作。因此，我們的高端產(chǎn)品在第二代串行數(shù)據(jù)應(yīng)用的各個(gè)方面都體現(xiàn)出了高度的優(yōu)越性。”

    工程師在精確特征化信號(hào)時(shí)通常需要在五次諧波當(dāng)中捕獲能量。TDS6154C是唯一能夠捕獲最高頻率模式下五次諧波的示波器，因而適用于下一代數(shù)據(jù)串行技術(shù)，其中包括5-6.25Gb/s的第二代PCI-Express，6Gb/s的SATA III以及6.25Gb/s的XAUI。TDS6154C還是唯一能夠捕獲10Gb/s三次諧波信號(hào)的示波器。

    TDS6124C提供了12Ghz的真正模擬帶寬以及用戶可選擇的DSP濾波功能實(shí)現(xiàn)通道匹配以及高精度。TDS6154C采用了相同的技術(shù)，同時(shí)將帶寬擴(kuò)展至15Ghz。DSP在整個(gè)帶寬上對(duì)示波器的響應(yīng)做出調(diào)整從而準(zhǔn)確反映出信號(hào)強(qiáng)度，同時(shí)對(duì)響應(yīng)相位進(jìn)行校正使其線性化。TDS6154C能夠以小于5%的精確誤差（20/80上升時(shí)間）測(cè)量出30ps（典型數(shù)據(jù)）的上升/下降時(shí)間。

    TDS6124C和TDS6154C都能夠通過同時(shí)在兩個(gè)通道上工作提供40GS/s的采樣速率，用戶可選擇配件將兩個(gè)通道的紀(jì)錄長(zhǎng)度擴(kuò)展到高達(dá)64M（標(biāo)準(zhǔn)配置為4通道2M）。這樣，對(duì)比于其他的產(chǎn)品, 該示波器可以在全帶寬下提供最長(zhǎng)的1.6ms的采樣時(shí)間窗口以及25ps采樣間隔確保最優(yōu)的分辨率, 同時(shí)確保隨機(jī)抖動(dòng)噪底為420 fs (典型值) 以用于關(guān)鍵抖動(dòng)測(cè)量。泰克的TDS6000C產(chǎn)品線的垂直噪聲比任何其他相同帶寬的產(chǎn)品更低。

    基于硅鍺Z-Active架構(gòu)的P7313探頭提供了高帶寬(>12.5 GHz的真實(shí)帶寬，典型數(shù)據(jù))、高DC阻抗，快速上升時(shí)間(25ps 20/80%)和Z0探頭穩(wěn)定的高頻負(fù)載以幫助高速電路設(shè)計(jì)者獲得高帶寬，平穩(wěn)的頻率響應(yīng)，低電路負(fù)荷以及低差分噪音。P7313使用的可分開Tip-Clip™組件，可以更換端部，使其成本只是以前更換此類硬件成本的幾分之一。此外，Tip-Clip組件可以根據(jù)連接需求互換，為使用探頭提供了極高的靈活性。

    獨(dú)特的Pinpoint™觸發(fā)系統(tǒng)是世界上唯一實(shí)現(xiàn)A/B觸發(fā)的觸發(fā)系統(tǒng)并將毛刺/脈沖寬度指標(biāo)（glitch/Pulse Width）減小到100ps。TDS6000C系列的Pinpoint™觸發(fā)系統(tǒng)提供了各類尖端觸發(fā)模式，其中TDS6124C以及TDS6154C裝備的Pinpoint™系統(tǒng)還包括了數(shù)據(jù)速率達(dá)3.125 Gb/s的串行碼型觸發(fā)。另外，該系統(tǒng)還具有8b/10b協(xié)議觸發(fā)和數(shù)據(jù)解碼的選項(xiàng)，通過這種功能，設(shè)計(jì)人員可以在示波器上在觸發(fā)4個(gè)連續(xù)的10b字符或預(yù)定義錯(cuò)誤。這意味著輸入數(shù)據(jù)可被實(shí)時(shí)觸發(fā)，而無需后期處理，這使得設(shè)計(jì)人員能夠直接觸發(fā)錯(cuò)誤信號(hào)而無需寄希望于通過重復(fù)搜索來找到錯(cuò)誤信號(hào)。

    新的TDS6000C示波器以及P7313探頭采用的核心技術(shù)是針對(duì)于高性能應(yīng)用方案優(yōu)化的第三代0.18μm BiCMOS硅鍺ASIC技術(shù)（7HP制程），該技術(shù)由泰克和IBM合作研制。該技術(shù)能為需要高速數(shù)據(jù)傳輸，低噪聲，高線性以及低功耗的應(yīng)用設(shè)計(jì)提供最高系統(tǒng)性能。IBM的硅鍺技術(shù)采用HBT（Heterojunction bipolar transistor）包含了分級(jí)鍺剖面增加電子傳輸率。這種高性能材料有助于提高功能集成度，減小芯片尺寸并獲得驚人的速度。

    “IBM和泰克公司在追求卓越技術(shù)方面都有著長(zhǎng)久的傳統(tǒng)，”David Harame，IBM系統(tǒng)技術(shù)集團(tuán)技術(shù)實(shí)現(xiàn)總監(jiān)，IBM院士說，“兩個(gè)公司為致力于向測(cè)試測(cè)量應(yīng)用領(lǐng)域提供優(yōu)化硅鍺技術(shù)已經(jīng)緊密合作了8年。作為這一工作的成果，測(cè)試測(cè)量行業(yè)中最高性能的ASIC現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)在TDS6124C，TDS6154C以及P7313探頭中。這一業(yè)界領(lǐng)先的技術(shù)將會(huì)將用戶帶到電子領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新的最前沿。”

產(chǎn)品應(yīng)用說明：

TDS6000C基于協(xié)議的8b/10b觸發(fā)和解碼

在許多應(yīng)用中，由于串行數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)提高了性能、降低了成本，它正在迅速代替共享總線方法。一個(gè)關(guān)鍵要求是實(shí)現(xiàn)令人滿意的誤碼率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更高的工作速度和距離。一個(gè)相關(guān)要素是串行傳輸中數(shù)據(jù)的編碼方法。大多數(shù)高速串行標(biāo)準(zhǔn)都采用8b/10b 編碼方案，包括PCI-Express、串行ATA、以太網(wǎng)、XAUI、光纖通道、InfiniBand和串行相連SCSI。

8b/10b編碼是由IBM開發(fā)的，把8位數(shù)據(jù)字節(jié)轉(zhuǎn)換成串行傳輸使用的10位碼。8b/10b編碼保證了1和0的相對(duì)平衡組合，而與數(shù)據(jù)值無關(guān)，簡(jiǎn)化了時(shí)鐘恢復(fù)，降低了接收機(jī)成本。編碼提供的其它位還促進(jìn)了誤碼檢測(cè)。8b/10b編碼提供了構(gòu)建串行通信使用的一套基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和控制字符。許多獨(dú)立標(biāo)準(zhǔn)都以這個(gè)公共字符集為基礎(chǔ)，定義更高的協(xié)議層。

在前期，開發(fā)串行數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)方案的工程師面臨著怎樣調(diào)試和測(cè)試自己的電路，以符合標(biāo)準(zhǔn)的問題。在開發(fā)早期，信號(hào)完整性和定時(shí)穩(wěn)定性是關(guān)鍵問題。在這個(gè)階段，使用偽隨機(jī)碼序列(PRBS)或重復(fù)測(cè)試碼型完成物理層一致性測(cè)試。

在通過物理層一致性測(cè)試之后，串行信號(hào)從測(cè)試碼型移動(dòng)到8b/10b編碼的字符序列。系統(tǒng)級(jí)問題變成調(diào)試的重點(diǎn)。由于更高級(jí)的通信結(jié)構(gòu)和應(yīng)用軟件來自于互聯(lián)網(wǎng)，大部分調(diào)試發(fā)生在協(xié)議層中。

但是，問題經(jīng)常出現(xiàn)在物理層 - 鏈路層領(lǐng)域，這是信號(hào)完整性和數(shù)據(jù)完整性交匯的地方。例如，串行鏈路可能會(huì)通過物理層測(cè)試，表現(xiàn)出優(yōu)質(zhì)的電子信號(hào)處理能力。但是，由于數(shù)據(jù)相關(guān)串?dāng)_或功率層反彈導(dǎo)致的傳輸邏輯失效或信號(hào)損壞，在似乎良好的這條鏈路上可能會(huì)產(chǎn)生不正確的碼。可以在字符級(jí)、字級(jí)或更高的協(xié)議層更有效地確定其中許多影響，但其根本原因在于物理電路設(shè)計(jì)。把物理層信令與鏈路層傳輸關(guān)聯(lián)起來，有效隔離和解決此類數(shù)據(jù)相關(guān)問題至關(guān)重要。

泰克高性能TDS6000C系列示波器提供了經(jīng)過驗(yàn)證的PinpointÔ觸發(fā)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)速率高達(dá)3.125Gbps的串行碼型觸發(fā)。此外，它還提供了一種新型協(xié)議分析功能–協(xié)議觸發(fā)和解碼軟件(作為TDS6000C系列的選項(xiàng)PTD提供)，是為8b/10b編碼信號(hào)專門設(shè)計(jì)的。這種新功能與一系列其它測(cè)量功能相結(jié)合，滿足了串行數(shù)據(jù)應(yīng)用的帶寬、采集和分析需求。

與競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品不同，泰克新推出的TDS6000C系列是在硬件中為8b/10b編碼串行數(shù)據(jù)提供基于協(xié)議的觸發(fā)解決方案的第一個(gè)示波器系列。

通過這種功能，設(shè)計(jì)人員可以把示波器設(shè)成在最多4個(gè)連續(xù)的10b字符上觸發(fā)，這4個(gè)連續(xù)的10b字符既可以單獨(dú)指定，也可以從預(yù)先定義的基本要素列表中選擇。該儀器還對(duì)字符錯(cuò)誤或不一致錯(cuò)誤作出響應(yīng)，為隔離損壞的傳輸提供了一種有效的手段。觸發(fā)器的行為特點(diǎn)與其它Pinpoint觸發(fā)類型的類似之處在于，它會(huì)立即對(duì)輸入數(shù)據(jù)作出響應(yīng)。換句話說，觸發(fā)是一種實(shí)時(shí)功能，而不是后期處理操作。實(shí)際上，這可以觸發(fā)定義的錯(cuò)誤條件，而不是捕獲任意數(shù)據(jù)窗口，然后搜索查看是否包含錯(cuò)誤事件。

解碼是自動(dòng)的。采集結(jié)果是與帶有全面注釋的波形一起詳細(xì)地顯示字符級(jí)和字級(jí)信息。其信息包括信號(hào)特點(diǎn)和10位碼內(nèi)容、字符及其數(shù)據(jù)或符號(hào)值，以及基本數(shù)據(jù)和高層結(jié)構(gòu)等字級(jí)信息。多個(gè)視圖實(shí)現(xiàn)同步，因此可以把一個(gè)視圖中的效果與另一個(gè)視圖中的條件進(jìn)行比較。例如，字視圖中標(biāo)出的不一致錯(cuò)誤可以追蹤到相應(yīng)的字符編碼和物理信號(hào)活動(dòng)。通過這些信息，設(shè)計(jì)人員可以滿懷信心地進(jìn)行全面檢查。
在與TDS6000B/7000B一起訂購(gòu)時(shí)，選項(xiàng)PTD提供了8b/10b編碼的數(shù)據(jù)解碼功能。PTD軟件與高速串行觸發(fā)技術(shù) (高達(dá)3.125Gbps)一起使用，可以觸發(fā)和解碼輸入的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)解碼功能擴(kuò)展到串行觸發(fā)規(guī)范之外，支持超過10Gbps的最大碼速率。使用串行設(shè)備的大多數(shù)示波器用戶將結(jié)合使用選項(xiàng)PTD及一致性分析套件，如TDSRT-Eye和TDSJIT3 V2，其分別是眼圖分析套件和抖動(dòng)分析套件。