串行數據一致性測試系列之二--串行數據測試發包方法的討論

百兆/千兆以太網

在 很多3C產品中都有RJ45接頭的以太網口，最常見的速度為百兆和千兆，對應的標準為100BASE-TX和1000BASE-T，使用非屏蔽雙絞線來連 接網口。通常，網卡芯片廠商提供了發包程序或者修改寄存器方法，讓網卡芯片發出特定的測試數據包。比如Intel的LanConfig軟件適用于所有 Intel的網卡芯片，Marvell、Realtek、Broadcom等等都有各自的發包程序和方法，測試工程師可以找網卡芯片公司或測試儀器廠商的 技術支持索要發包程序。不過對于百兆以太網口，可以用誘導發包方法讓網卡芯片發出百兆測試數據包。下圖1為使用該方法測試百兆以太網的示意圖。后來我們設 計了新的百兆以太網夾具（產品代碼為：TF-ENET-CN），包括了圖1的電路，夾具上兩個RJ45連接器，一個接待測試網卡，另外一個連接設置為百兆 全雙工的網卡，示波器用同軸電纜連接到夾具即可觀察到待測試網口發送出的數據包。

圖1：百兆以太網測試的誘導發包方法

USB2.0

USB分為HOST和DEVICE兩類：對于DEVICE，需要一臺電腦，運行HSElectricalTestTool發包程序（可從www.usb.org下 載，如圖2所示），按照示波器廠商的USB測試軟件包的指示操作該發包程序即可讓待測試DEVICE發送出適當的測試數據包。對于HOST，如果是可以運 行WINXP或WIN2K的USB端口，同樣可以運行HSElectricalTestTool發包程序，按照示波器廠商的USB測試方法操作該軟件，即 可發送出測試數據包；如果該HOST是嵌入式系統的USB端口，則需要USB芯片廠商提供發包方法。對于全速和低速的USB HOST測試，無需發包軟件即可測試。

PCI Express

PCIe 的發包方法比較簡單，PCIe的TX正負信號通過隔直電容后接到2個50歐電阻，PCIe芯片上電后可以發送出測試數據包，該數據包由 K28.5/D21.5/K28.5/D10.2組成。對于計算機主板上的PCIE 16X/8X/4X/1X的連接器，使用PCI官方組織PCISIG提供的測試夾具CLB進行測試，CLB插到主板上后，用同軸電纜連接CLB與示波器的 通道（通道的輸入設置為DC50歐），主板上電后即可發送出測試數據包，示波器就可以測試PCIE了（如圖3所示為PCIe Gen2的主板測試示意圖）。對于PCIE的插卡，需要使用PCISIG的測試夾具CBB，CBB上提供了PCIe插卡的電源和時鐘，把待測試PCIE插 卡插到夾具CBB，然后用同軸電纜連接CBB與示波器，對CBB上電后插卡就發出測試數據包到示波器。

SATA

SATA芯片的發包分為幾種情況：

對 于PC客戶，如果使用Intel芯片組的主板，可以運行RU軟件修改寄存器，讓ICH?（I/O Controller Hub）芯片發送出測試數據包。比如對于ICH6/7的SATA測試，DOS啟動后運行RU軟件，在RU軟件中選擇DEV 1Fh FUNC2的設備，然后把對應的4個地址的數值修改為00/1C/04/FF，即可發送出測試數據包。
PCI DEV31 = DEV 1Fh FUNC 2
92->00 A0->1C A6->04 92->FF

此 外，Intel提供了一個文檔指導如何修改芯片寄存器、如何使用示波器和SATA測試夾具、如何運行Sigtest軟件輸出測試報告。文檔名 為：Intel ICH? Serial ATA Motherboard Signal Quality Testing (MSQT)，可向Intel技術支持索取。

SAS

SAS芯片廠商LSI LOGIC提供了發包軟件，通常系統從DOS啟動后，運行該發包程序，可以選擇各種測試碼型、還可以調節信號幅度和去加重程度。SAS的測試夾具與測試方 法與SATA類似。如果芯片廠商沒有提供發包軟件，也可使用力科SAS協議分析儀，通過夾具的RX端配置SAS芯片發送測試數據包。

HDMI

對 于HDMI Source的測試，通常先連接顯示器后設置到各種分辨率（比如1080i、720p等等），然后拔掉SOURCE端的HDMI電纜，在待測試HDMI接 口上插入測試夾具（Efficere的HDMI夾具），測試夾具通過探頭連接到示波器，即可觀察到HDMI端口發送出的信號。

還有一種方法是先在主板上連上SATA硬盤，用U盤從DOS啟動，然后拔掉主板上的SATA電纜，插上夾具，連接示波器，即可檢測到SATA數據包。

對 于嵌入式系統的SATA接口測試，工程師通常都是跑業務碼流的時候用差分探頭點測，很少使用SATA測試夾具測試。原因是使用夾具后SATA的HOST和 DEVICE就斷開了，待測試SATA芯片通常就停止發包了。對于這種發包困難的SATA芯片測試，可以使用力科SATA協議分析儀，如圖5所示為使用力 科SASTracer來配置主板發出測試數據包的示意圖。

圖5：使用力科SASTracer配置主板的SATA端口發送出測試數據包