使用內(nèi)置誤碼率測試電路的2.5Gbps SerDes可以輕松測量鏈路質(zhì)量

任何涉及長距離以高數(shù)據(jù)速率發(fā)送信息的應(yīng)用都需要進(jìn)行測試以確保良好的鏈路質(zhì)量。因此，這適用于MAX9259/MAX9260千兆多媒體串行鏈路（GMSL）串行器/解串器（SerDes），該芯片組通過單根長達(dá)2米的雙絞線電纜以高達(dá)5.15Gbps的有效速率發(fā)送音頻/視頻數(shù)據(jù)。本應(yīng)用筆記介紹如何使用內(nèi)置誤碼率（BER）測試儀，以及如何利用MAX9259/MAX9260評(píng)估（EV）板分析眼圖以測量鏈路質(zhì)量。它還有助于正確的跳線設(shè)置、測量步驟和結(jié)果解釋。

介紹

任何涉及長距離高數(shù)據(jù)速率發(fā)送信息的應(yīng)用都需要進(jìn)行測試以確保良好的鏈路質(zhì)量，MAX9259/MAX9260千兆多媒體串行鏈路（GMSL）串行器/解串器（SerDes）也不例外。該芯片組通過長達(dá) 2m 的單根雙絞線電纜以高達(dá) 5.15Gbps 的有效速率發(fā)送音頻/視頻數(shù)據(jù)。鏈路質(zhì)量最直接的測試之一是誤碼率（BER）測試。在這里，發(fā)射器通過串行鏈路發(fā)送已知的數(shù)據(jù)模式，接收器檢查傳入數(shù)據(jù)是否存在任何位錯(cuò)誤。第二個(gè)測試，眼圖，給出了鏈路質(zhì)量的圖形表示。

這兩種測試都需要通過串行鏈路生成和傳輸合適的模式。雖然有各種測試模式可用，但常見的選擇之一是使用長偽隨機(jī)位序列 （PRBS）。

MAX9259/MAX9260芯片組具有內(nèi)部PRBS發(fā)生器和誤碼率檢查器，簡化了測試，只需一個(gè)并行時(shí)鐘和一個(gè)UART端口即可對(duì)器件進(jìn)行編程。MAX9259發(fā)送230- 1（32 位模式下）或 222- 1（24位模式下）串行鏈路上的PRBS數(shù)據(jù)模式。MAX9260檢查接收數(shù)據(jù)并記錄誤碼數(shù)。本應(yīng)用筆記介紹如何設(shè)置MAX9259/MAX9260評(píng)估（EV）板，用于具有誤碼分析的內(nèi)部PRBS測試。它還比較了使用 15m 電纜的默認(rèn)和優(yōu)化預(yù)加重/均衡器設(shè)置的測試結(jié)果。

請(qǐng)注意，芯片組和評(píng)估板的數(shù)據(jù)資料以及最新軟件可通過Maxim網(wǎng)站獲取。

所需設(shè)備

MAX9259和MAX9260評(píng)估板

用于時(shí)鐘生成的安捷倫? 33250A 任意波形發(fā)生器或類似設(shè)備

無線連接線

帶羅森伯格連接器的屏蔽雙絞線電纜

（分析眼圖可選）

安捷倫 DSO81004B 或類似的高帶寬數(shù)字示波器

泰克? P6248 差分探頭或類似探頭

圖1.MAX9259/MAX9260評(píng)估板，具有15m STP電纜工作臺(tái)設(shè)置。

內(nèi)置誤碼率測試

通常，從串行器獲取 PRBS 輸出需要輸入所有要序列化的輸入的數(shù)據(jù)。對(duì)于MAX9259，這需要在視頻、音頻和UART輸入端輸入數(shù)據(jù)。由于三個(gè)接口的比特率差異很大，這很容易變得非常復(fù)雜。MAX9259包括一個(gè)內(nèi)部PRBS發(fā)生器，可通過單個(gè)UART命令進(jìn)行控制。在MAX1上設(shè)置PRBSEN = 9259以打開PRBS發(fā)生器。串行數(shù)據(jù)速率將為 30x PCLK（24 位模式）或 40x PCLK（32 位模式），具體取決于總線寬度選擇 （BWS）。

下表 1 顯示了在不同 PCLK 頻率、帶 Rosenberger 連接器的 15m STP 電纜、1.1dB 或 10.5dB 預(yù)加重和 9.4dB 均衡電平下進(jìn)行的 BER 測試結(jié)果。

激活PRBS模式

要開始測試程序，請(qǐng)按照以下指南為評(píng)估板上電并啟動(dòng)軟件。

按照MAX9259EVKIT/MAX9260EVKIT數(shù)據(jù)資料中的快速啟動(dòng)步驟，驗(yàn)證評(píng)估板、軟件和驅(qū)動(dòng)器是否正確安裝和運(yùn)行。

驗(yàn)證所有跳線是否設(shè)置在以下位置，如表 2 所示。

將STP電纜從MAX9259評(píng)估板連接器J1連接到MAX9260評(píng)估板連接器J1。

將并行數(shù)據(jù)源或任意波形發(fā)生器輸出連接到標(biāo)頭 H1-62，PCLK_IN。將并行數(shù)據(jù)源頻率設(shè)置在 12.5MHz 到 78MHz 之間并啟用輸出。

將USB電纜從PC連接到MAX9259評(píng)估板。

驗(yàn)證MAX9259評(píng)估板LED120是否亮起，表示微控制器已上電并啟用。

驗(yàn)證MAX9260評(píng)估板LED120是否亮起，表示微控制器已上電并啟用。

驗(yàn)證MAX9260評(píng)估板LED2是否亮起，表示鏈路建立成功。如果 LED2 熄滅或 LED1 亮起，請(qǐng)仔細(xì)檢查PCLK_IN信號(hào)是否正在計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)。

啟動(dòng)MAX9259/MAX9260評(píng)估板程序，在“開始|”中打開其圖標(biāo)程序菜單。評(píng)估板軟件配置窗口如圖2所示。

按連接按鈕，配置窗口消失。

“全部讀取”按鈕讀取整個(gè)MAX9259和MAX9260器件寄存器。“全部寫入”按鈕寫入所有MAX9259和MAX9260器件寄存器，值如圖3和圖4所示。

在PRBS測試之前，從MAX9260標(biāo)簽頁（圖4）讀取8位錯(cuò)誤計(jì)數(shù)寄存器（0x0E以清除錯(cuò)誤。

首先在MAX1中設(shè)置PRBSEN = 0 （04x5 D9259），然后設(shè)置MAX9260開始PRBS測試。

運(yùn)行PRBS自檢，達(dá)到所需的測試時(shí)間，然后設(shè)置PRBSEN = 0 （0x04 D5），首先在MAX9260卡舌中，然后在MAX9259卡舌中退出PRBS自檢。

讀取MAX8選項(xiàng)卡中的0位錯(cuò)誤計(jì)數(shù)寄存器（0x9260E）。位錯(cuò)誤總數(shù)將在“PRBS 錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器 PRBSERR ”的窗口中報(bào)告。錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器寄存器是 8 位寄存器，因此可以記錄的最大錯(cuò)誤數(shù)為 255。

眼圖

誤碼率測試是衡量鏈路質(zhì)量的簡單方法。評(píng)估系統(tǒng)性能的另一種方法是分析眼圖開口。這提供了鏈路質(zhì)量的圖形顯示，以及對(duì)信道缺陷性質(zhì)的洞察。圖5和圖6是使用高帶寬數(shù)字示波器（無限持久模式）在15米STP電纜解串器側(cè)捕獲的串行鏈路的眼圖。選擇1.1dB（圖5）和10.5dB（圖6）的預(yù)加重設(shè)置，以提供眼圖中的可見差異。用戶可以通過眼圖分析來確定阻抗失配、反射、時(shí)序變化，甚至頻率衰減問題。

圖5.PRBS 模式 — 眼圖（15m 電纜，預(yù)加重設(shè)置 1.1dB）。

圖6.PRBS 模式 — 眼圖（15m 電纜，預(yù)加重設(shè)置 10.5dB）。

審核編輯：郭婷