信号完整性研发测试攻略10.docx

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信号完整性研发测试攻略10

信号完整性研发测试攻略

——Ver1.0

编写：

黄如俭（samHuang）

钱媛（TracyQian）

宋明全（IvanSong）

目录

1.CLKTest3

1.1DifferentialSignalTest3

1.2SingleSignalTest5

2.LPCTest7

2.1ECSideTest7

2.2ControlSidseTest8

3.USBTest11

3.1HighSpeedTest11

3.2LowSpeedTest12

3.3FullSpeedTest12

3.4Drop/DroopTest12

4.VGATest14

4.1R、G、BSignalTest14

4.2RGBChanneltoChannelSkewTest14

4.3VSYNCandHSYNCTest15

4.4DDC_DATAandDDC_CKLTest15

5.LVDSTest17

5.1DifferentialdatasignalsswingTest17

5.2CheckingSkewatreceiverTest18

5.3CheckingtheoffsetvoltageTest19

5.4DifferentialInputVoltageTest20

5.5CommonModeVoltageTest20

5.6SlewRateTest21

5.7DatatoClockTimingTest23

6.FSBTest26

7.DMI/FDITest29

8.HDAudioTest30

8.1MeasurementatTheController30

8.2MeasurementatTheCodec31

1.CLKTest

1.1DifferentialSignalTest

测试设备：

示波器，两个差分探头，鼠标，键盘

测试软件：

3DMARK，负载

测试步骤：

（1）开启示波器预热30分钟，运行测试软件。

连接差分探头，鼠标，和键盘。

对示波器的probes和channals进行calibration和deskew。

（2）参照测试平台的芯片datasheet,使用AllegroSPB软件，在电路板上找出被测信号测试点,记录下过孔或芯片管脚的位置。

找出待测信号接收端的参数标准。

如图1.1

图1.1

（3）连接电路板的附属小板，显示屏，电源，将示波器和电路板共地。

开启电路板，正常进入系统，运行3DMark。

（4）参照被测信号测试标准，在示波器（Agilent）的菜单选项中选择对应的测试项Frequency/Period/DutyCycle/HighTime/LowTime/cyc-cyc-jitter.

Spec中有约束条件的要进行条件设置。

如图1.2

图1.2

（5）用一个差分探头连接差分信号测试点，调节示波器，抓取所需要的波形，并保存。

（6）清除之前的测试选项和波形。

再次从菜单选项中选择测试项。

Risetime/Falltime/Overshoot/Undershoot/Highlevel/Lowlevel

（7）根据测试标准的要求，选择相应的探头。

如果要求使用单端探头，将探头的“+”端接信号测试点，“-”端接地；如果要求使用差分探头，将探头连接差分信号的两个测试点，调节示波器，抓取所需要的波形，并保存。

（8）Vcross的测试：

a.用两个单端探头的“+”极分别连接clk信号的P/N极，“—”极连接差分信号测试点最近的地。

在同一屏幕上显示两个通道的波形，调整参数使两个通道的OFFSET，单位幅值相同，抓取密集波形。

调出marker,用两条横向的坐标分别卡出两条信号线交点（同一信号相同的边沿）的最大值和最小值。

如图1.3

图1.3

b.使用无限累积功能，抓取一个交点的累积波形。

调出Marker,用两条横向坐标轴分别卡出交点的最大值和最小值。

两条横项坐标轴的值就是V_cross的值。

如图1.4

图1.4

（9）Vcrossdetal的测试：

依照Vcross的测试方法，测出Vcross的最大值和最小值，两值的差（即两条Marker值差的绝对值）就是Vcrossdetal.

测试标准：

将测得的数据与测试标准对照，判断测试结果是否在标准之内。

若在，则测试结果合格，定为PASS。

若不在标准之内，则测试结果不合格，定为FAIL。

注意事项：

（1）测试时，要将示波器与电路板共地。

（2）测试Risetime/Falltime/Overshoot/Undershoot/Highlevel/Lowlevel时，依据给定的标准选择使用差分探头或时单端探头。

（3）对于测试标准中有约束条件的测试项，要按照标准更改示波器的条件设置，测得的数据才可与标准值比对。

比如，对高电平和低电平范围的规定。

（4）信号的测试标准参考接收芯片端datasheet的数据。

1.2SingleSignalTest

测试设备：

示波器，两个单端探头，鼠标，键盘

测试软件：

3DMARK，负载

测试步骤：

（1）-（3）同差分信号测试。

（4）参照信号在接收芯片端的测试标准，从示波器测试软件的菜单选项中选择测试项。

Spec中有约束条件的要进行条件设置。

Frequency/Period/HighTime/LowTime/Risetime/Falltime/Overshoot/Undershoot/

DutyCycle/CycletocycleJitter/Highlevel/Lowlevel

（5）用单端探头探接测试点，调节示波器旋钮，抓取所需要的波形，并保存。

测试标准：

将测得的数据与测试标准对照，判断测试结果是否在标准之内。

若在，则测试结果合格，定为PASS。

若不在标准之内，则测试结果不合格，定为FAIL。

注意事项：

（1）对于测试标准中有约束条件的测试项，要按照标准更改示波器的条件设置，测得的数据才可与标准值比对。

比如，对高电平和低电平范围的规定。

（2）信号的测试标准参考接收芯片端datasheet的数据。

2.LPCTest

2.1ECSideTest

测试设备：

示波器，两个单端探头，鼠标，键盘

测试步骤：

（1）开启示波器预热30分钟，运行测试软件。

连接单端探头，鼠标，和键盘。

对示波器的probes和channals进行calibration和deskew。

（2）参照电路图,使用AllegroSPB软件，找出线路最长和最短的LPC数据信号LPC_AD,记录下待测信号的位置。

找出待测信号在EC芯片端的参数标准。

如图2.1。

图2.1atreceiverofEC

（3）连接电路板的LCD和电源，将示波器和电路板共地。

开启电路板，正常进入系统.

（4）用两个单端探头分别连接LPC_CLK信号和LPC_AD信号在EC芯片端的测试点，调节示波器旋钮，待设置完成后，重新启动计算机以抓取波形。

（5）调出Marker其markpoint按照SPEC来定义，测出所需参数值。

如图2.2

图2.2atreceiverofEC

2.2ControlSidseTest

测试设备：

示波器，两个单端探头，鼠标，键盘

测试步骤：

（1）开启示波器预热30分钟，运行测试软件。

连接单端探头，鼠标，和键盘。

对示波器的probes和channals进行calibration和deskew。

（2）参照芯片的datasheet,使用AllegroSPB软件，找出线路最长和最短的LPC数据信号LPC_AD,记录下待测信号的位置。

找出待测信号在Control端的参数标准。

如图2.3。

图2.3atreceiverofISCH

（3）连接电路的LCD和电源，将示波器和电路板共地。

开启电路板，正常进入系统.

（4）用两个单端探头分别连接LPC_CLOUT信号测试点和LPC_AD信号测试点，调节示波器旋钮，待设置完成后，重新启动计算机以抓取波形。

（5）调出Marker其markpoint按照SPEC来定义，测出所需参数值.如图2.4

图2.4atreceiverofISCH

测试标准：

将测得的数据与测试标准对照，判断测试结果是否在标准之内。

若在，则测试结果合格，定为PASS。

若不在标准之内，则测试结果不合格，定为FAIL。

注意事项：

（1）对于测试标准中有约束条件的测试项，要按照标准更改示波器的条件设置，测得的数据才可与标准值比对。

比如测量波形的数据时，Testpoint要根据datasheet设定。

（2）信号的测试标准参考接收芯片端芯片datasheet的数据。

3.USBTest

3.1HighSpeedTest

测试设备：

示波器（MSO90404A），1168A，E2678A，E2649（USB测试夹具），USBCable（若干）。

测试软件：

USB一致性测试软件，USBHSETsoftware。

测试步骤：

（1）打开示波器，预热30分钟左右。

（2）运行一致性测试软件，进入软件SetUp设置页面，将DeviceTestPoint设置为Host，TestMethod设置为Matlab。

图3.1

（3）SelectTests设置，选择HighSpeedTest。

（4）Configure设置，选择测试通道，特征参数为HighSpeedNearEnd。

（5）按照Connect测试界面提示的连接方法，选择相应的测试夹具，进行连接。

（6）确认连接无误后，运行测试。

（7）查看测试报告，保存测试报告。

3.2LowSpeedTest

测试设备：

示波器（MSO90404A），2*N2873A，E2649（USB测试夹具），LowSpeedDevice，USBCable（若干）。

测试软件：

USB一致性测试软件

测试步骤：

（1）运行一致性测试软件，进入软件SetUp设置页面，将DeviceTestPoint设置为Host，TestMethod设置为Matlab。

（2）SelectTests设置，选择LowSpeedTest。

（3）Configure设置，选择测试通道，特征参数为LowSpeedFarEnd。

（4）按照Connect测试界面提示的连接方法，选择相应的测试夹具，进行连接。

（5）确认连接无误后，运行测试。

（6）查看测试报告，保存测试报告。

3.3FullSpeedTest

测试设备：

示波器（MSO90404A），2*N2873A，E2649（USB测试夹具），FullSpeedDevice，USBHub（2.0），4*USBHub（1.1），USBCable（若干）。

测试软件：

USB一致性测试软件

测试步骤：

（1）运行一致性测试软件，进入软件SetUp设置页面，将DeviceTestPoint设为

Host，TestMethod设置为Matlab。

（2）SelectTests设置，选择FullSpeedTest。

（3）Configure设置，选择测试通道，特征参数为FullSpeedFarEnd。

（4）按照Connect测试界面提示的连接方法，选择相应的测试夹具，进行连接。

（5）确认连接无误后，运行测试。

（6）查看测试报告，保存测试报告。

3.4Drop/DroopTest

测试设备：

示波器（MSO90404A），2*N2873A，E2649（USB测试夹具），USBCable（若干）。

测试软件：

USB一致性测试软件

测试步骤：

（1）运行一致性测试软件，进行SetUp参数设置，将DeviceTestPoint设置为Host，TestMethod设置为Both。

勾选“NewDroopDropFixture”。

（2）SelectTests设置，选择DroopDroptest.

（3）Configure设置，DroopDropTestMethod设置为MANUAL.选择相应的测试通道。

（4）按照Connect测试界面提示的连接方法，选择相应的测试夹具，进行连接。

（5）确认连接无误后，运行测试。

（6）查看测试报告，保存测试报告。

4.VGATest

测试设备：

示波器（DSA90804A），2*1169A,2*E2675A.，阻抗匹配后的VGA转接头

测试软件：

DisplayTest

4.1R、G、BSignalTest

测试步骤：

（1）打开示波器预热30分钟左右。

（2）连接测试探头，对示波器进行校准和Deskew。

（3）参考VESA和相应的Datasheet，找到测试标准。

测试需要针对系统支持的最高分辨率和最低分辨率分别来进行测试。

（4）测试开始之前，将桌面设置为黑白相间条纹。

将示波器探头连接到VGA转接头R、G、B信号测试点。

按照下图在示波器上选择测试项，有约束条件的要进行设置。

测试Noise时，将桌面设置为黑白相间的格状显示。

图4.1

（5）记录数据，保存波形。

4.2RGBChanneltoChannelSkewTest

测试步骤：

（1）测试前对示波器进行校准和Deskew。

（2）测试前，使用测试软件将桌面设置为黑白相间条纹。

将示波器的两个探头连接VGA转接头R、G、B信号的任意两个。

（3）按下图参数测试。

（像素时钟周期与分辨率和刷新频率有关）

图4.2

（4）调节示波器，使用无限累积功能，在同一个窗口中抓取两个通道的波形。

使用Marker测出两个通道对应交点的最大Skew值。

（5）记录数据，保存截取的波形。

4.3VSYNCandHSYNCTest

测试步骤：

（1）测试前对示波器进行校准和Deskew。

（2）测试前，使用测试软件将待测机的桌面设置为黑白相间条纹。

将探头连接VGA转接头的VSYNC和HSYNC信号。

（3）调节示波器，按下图参数进行测试。

（像素时钟周期与分辨率和刷新频率有关）

图4.3

4.4DDC_DATAandDDC_CKLTest

测试步骤：

（1）测试前，使用测试软件将待测机的桌面设置为黑白相间条纹。

将探头连接VGA转接头的DDC_DATA信号和DDC_CLK信号。

（2）调节示波器，按图4.4参数进行测试。

图4.4

5.LVDSTest

5.1DifferentialdatasignalsswingTest

测试设备：

示波器，一个差分探头，鼠标，键盘,

测试步骤：

：

（1）开启示波器预热30分钟，运行示波器测试软件。

在示波器上连接差分探头，鼠标，和键盘。

测试前对示波器的所用通道进行校准。

（2）通过使用AllegroSPB软件，在电路板或LCD屏上找出LVDS数据信号（LA_DATA[3:

0]）的测试点。

（3）接上显示屏，电路板与示波器共地。

开启电路板，设置1010图案为桌面,将任务栏和桌面图标显示关掉。

（4）用一个差分探头分别连接测试点，调节幅值基准和时间基准，使窗口中显示的波形美观大方。

使用余晖功能使波形无限累积，波形稳定后抓取波形。

（5）插入标签，使用字符对波形进行标注。

（6）插入marker,将两条横向标尺值设为+/-100mv。

得到如图5.1所示波形图，将其保存。

图5.1CheckingtheOffsetVoltage

判断标准：

根据行业标准，若在接收端测试，Vdiff>100mv&Vdiff<-100mv时为pass。

比较累积后的波行边沿与marker的范围。

高电平累积后边沿大于100mv，低电平累积后边沿低于-100mv，则结果为PASS.否则为FAIL。

5.2CheckingSkewatreceiverTest

测试设备：

示波器，两个差分探头，鼠标，键盘。

测试步骤：

（1）对示波器的probes和channals进行calibration和deskew。

将两组探头的探头尖点AuxOut通道，设置相同的幅度与时间基准，形同的Offset,显示图形，通过修改两个通道的SKEW来进行两个通道间的校准。

（2）使用两个差分探头分别连接测两组差分信号测试点，屏幕出项两组波形。

（3）调节时间，幅值和触发按钮，使两组波形分别位于屏幕上下方，波形稳定后，使用无限累积的方式，形成稳定的累积轨迹之后，抓取波形。

（4）插入lable,用字符对相应的信号波形进行标注。

（5）插入marker，测出SKEW。

横向标尺分别置于两个波形幅值的50%处，纵向标尺分别置于两个波形的上升沿与横向标尺的交点，纵坐标的差值△为两个信号之间的SKEW。

保存图形，如图5.2。

图5.2Channeltochannelskew

判断标准：

从测试标准中找出Channeltochannelskew的标准值（行业标准为200ps），与测试结果进行比对，若测试结果在标准范围之内，测试结果为PASS，反正为FAIL。

5.3CheckingtheoffsetvoltageTest

测试设备：

示波器，两个单端探头。

鼠标，键盘。

测试步骤：

（1）使用AllegroSPB软件，在电路板或LCD屏上找出LVDS差分数据信号（LA_DATA[3：

0]）测试点和附件的地。

（2）用两个单端探头的“+”极分别连接信号线P/N两端的测试点，探头的“-”端接电路板的地。

（3）调节电压，时间和触发，使两束被测信号波形纵向位置相同。

波形稳定后抓取波形。

（4）插入lable,用字符对相应的信号波形进行标注。

（5）插入marker，实线和虚线各跟踪一个通道。

用实线和虚线分别卡出对应通道的最大值（或最小值）。

号的最大幅值Va（hi）,Vb（hi）/最小幅值Va（lo）,Vb（lo），测得电压偏差，即图中的△V。

保存图形，如图5.3

图5.3OffsetofLowVoltage

判断标准：

根据所测项目的测试标准，找出LVDS的offsetvoltage的标准值，一般为50mV。

测得的△V应小于或等于50mV。

|Va（hi）–Vb（hi）|≤50mv&

|Va（lo）–Vb（lo）|≤50mv

如果测试结果符合以上标准，则测试结果为PASS，否则为FAIL。

将测试数据和判定结果总结整理成报告。

5.4DifferentialInputVoltageTest

测试设备：

示波器，两个单端探头。

鼠标，键盘。

测试步骤：

（1）用两个单端探头的“+”极分别连接数据信号（LA_DATA[3：

0]）P/N两端的测试点，探头的“-”端都接电路板的地。

（2）调节电压，时间和触发，使两束被测信号波形纵向位置相同。

波形稳定后抓取波形。

（3）插入lable,用字符对相应的信号波形进行标注。

（4）插入marker，虚线和实线各对应一个通道。

用横向标尺卡出对应通道的电平（差分信号的P信号用卡尺卡出Vtop，N信号用标尺卡出Vbase），△V则是Vid.保存图形，如图5.4。

图5.4Vid

判断标准：

测试标准为100mv-600mv,得出的Vid值若在标准范围之内，则结果为pass，若不在范围内，则为fail.

5.5CommonModeVoltageTest

测试设备：

示波器，两个单端探头。

鼠标，键盘。

测试步骤：

（1）用两个单端探头的“+”极分别连接数据信号（LA_DATA[3：

0]）P/N两端的测试点，探头的“-”端都接电路板的地。

（2）调节电压，时间和触发，使两束被测信号波形纵向位置相同。

波形稳定后抓取波形。

（3）插入lable,用字符对相应的信号波形进行标注。

（4）插入marker，将两条横向标尺分别置于波形交点的最大值和最小值处，测出交点的最大、最小值。

保存波形，如图5.5.

图5.5CommonModeVoltage

判断标准：

判断两条信号线交点的最大值和最小值是否在标准范围（1.0V～1.4V）之内，若符合标准则结果为PASS,否则为FAIL.

5.6SlewRateTest

测试设备：

示波器，一个差分探头。

鼠标，键盘。

测试步骤：

（1）使用差分探头连接数据信号差分线对测试点，屏幕出项波形。

（2）调节时间，幅值和触发按钮，使屏幕只出现一个上升沿或下降沿。

波形稳定后，抓取波形。

如图5.6、5.7所示。

（3）从软件的菜单选项中选择测试项。

Measure→Time→Risetime/Falltime.

判断标准：

在测试标准的文档中找出Falltime/RiseTime的标准值范围，与测试数据进行比对，判断结果是否通过。

图5.6RiseTime

图5.7Falltime

5.7DatatoClockTimingTest

测试设备：

带宽高于5倍被测信号的示波器，两个差分探头，鼠标，键盘。

测试步骤：

（1）将两个差分探头，鼠标，和键盘都接于示波器。

将两组差分探头进行校准。

（2）测出CLK信号的周期Tc。

计算出Tc/14,3Tc/14,5Tc/14,……,11Tc/14,13Tc/14的时间。

（3）使用两个差分探头分别连接数据信号和时钟信号的测试点，屏幕出项两组波形。

（4）调节幅值和位置按钮，使两组波形分别位于屏幕上下方；调节时间基准，是屏幕上只显示的波形接近一个时钟周期。

待波形稳定后,使用余晖功能使信号无限累积，形成累积轨迹之后，抓取波形。

如图5.8所示。

图8DATAtoCLKTiming

（5）插入lable，用字符对相应的波形进行标注。

（6）插入marcker,实线和虚线各对应一个通道。

CLK对应的横向标尺置于信号的50%处，纵向标尺经过波形与CLK横标的交点。

LA_DATA[3:

0]对应的横向标尺置于100mv（或者-100mv）处，纵向标尺分别置于Tc/14处。

观察纵标是否在横标与第一个CLK周期的交点范围内，保存图形。

（7）移动LA_DATA对应的纵标至3Tc/14处，保存图形。

一次类推至13Tc/14，原理如图5.9.

图5.9DATAtoCLKTiming

判断标准：

如果LA_DATA信号对应纵标位置为nTc/14，且位于LA_DATA信号第n个周期与横标的交点范围内，则为pass.否则为fail.原理如图5.10

图5.10DATAtoCLKTiming

注意事项：

（1）.在同时使用示波器两个通道进行测量，且测试项为时间时，测试之前必须进行校准，否则会影响测量结果。

（2）.测试时，电路板必须与示波器共地。

（3）.测试之前将LCD屏的分辨率调到最大，并将lv