利用示波器實現高速的全方位分析

在高速信號調試時工程師必須首先調試并驗證其設計是否符合物理層規范。在此階段，信號完整性(如眼圖和抖動)是關鍵問題，很多這種驗證和調試是通過使用偽隨機碼序列(PRBS)或循環測試碼，并結合示波器及示波器廠家提供的串行數據眼圖和抖動分析軟件來完成的。

在確保物理層信號質量沒有問題后，串行信號從測試碼變為8b/10b編碼字符序列，此時系統級問題成為調試的重點，問題可能會出現在物理層-鏈路層域(涉及信號完整性和數據完整性的交叉領域)。這時，就需要對物理層信號實現解碼分析。

對于現代的高速串行系統，系統之間的協調工作顯得更為突出，協議間的任何沖突也會導致整個系統出現問題，因此分析物理層和鏈路層往往還是不夠的，還必須要對系統的協議層進行分析，這時往往需要用到專用的協議分析儀。本文將為大家重點介紹力科示波器針對高速串行信號物理層、鏈路層和協議層的解決方案。

高速信號的傳輸過程分析

為了確保較好的信號傳輸質量，高速串行數據信號在傳輸之前往往需要進行相應的編碼處理，如下圖1所示即為串行信號簡單的傳輸過程，在發送端信號先進行Scrambler和8b/10b編碼處理，處理后的信號經過傳輸鏈路傳輸后進入接收端后還需要進行10b/8b和Scrambler的解碼處理。我們觀察信號都需要在傳輸鏈路上進行觀察，因此觀察到的是編碼后的加擾信號和10b信號。

8b/10b編碼是當前大部分高速串行信號都使用的一個非常通用的編碼方式。如SATA、PCIE GEN1/2均使用8b/10b編碼方式。使用8b/10b編碼可以確保電路的DC平衡(使得0電平和1電平的密度保持平衡)，這樣系統可以更加準確的從數據中恢復出理想時鐘，也可以有效的減小碼間干擾抖動，盡可能的減小系統出錯的概率。另外，通常8位代表一個數據位，如果所有位都用來表示數據，那么將沒有多余的位來進行碼型的同步，因此8b/10b編碼的另外一個好處是可以提供多余的位來作為同步碼，如常見的K28.5、K28.3等碼型。圖2為一個8b/10b的示例：

數據的比特位從8位增加到了10位，原數據位中出現較少的電平特性經過編碼后得到了增加。