Какие из возможностей осциллографа – аппаратные или программные — лучше использовать для оценки высокоскоростных каналов передачи данных?

№ 4’2006
Предположим, в составе вашего проекта есть высокоскоростной канал передачи данных, который необходимо оценить. Это может быть канал PCI(Express, Serial ATA, Fibre Channel, FBDIMM, либо канал вашей собственной разработки. Осциллограф реального времени предлагает широкий спектр возможностей для оценки канала передачи данных, например, восстановление тактового сигнала, идентификация событий и анализ глазковой диаграммы. Каждая из этих возможностей может быть реализована либо на аппаратном, либо на программном уровне.

Предположим, в составе вашего проекта есть высокоскоростной канал передачи данных, который необходимо оценить. Это может быть канал PCI(Express, Serial ATA, Fibre Channel, FBDIMM, либо канал вашей собственной разработки. Осциллограф реального времени предлагает широкий спектр возможностей для оценки канала передачи данных, например, восстановление тактового сигнала, идентификация событий и анализ глазковой диаграммы. Каждая из этих возможностей может быть реализована либо на аппаратном, либо на программном уровне.

Функция восстановления тактового сигнала

В поток данных, передаваемых по каналу, встроен также тактовый сигнал. При декодировании он используется для определения скорости канала (например, 2,5 Гбит/с), а поток данных интерпретируется как последовательность нулей и единиц, передаваемых с частотой этого сигнала. Восстановленный тактовый сигнал также используется как точка отсчета для измерений джиттера сигнала. Точное восстановление тактового сигнала жизненно важно для определения корректности функционирования последовательного канала передачи данных. Осциллографы реального времени могут восстанавливать тактовый сигнал на аппаратном уровне, на программном или на обоих одновременно.

На аппаратном уровне для этого используется специальная схема восстановления, которая генерирует тактовый сигнал. В этом случае тактовый сигнал, восстановленный на аппаратном уровне, подвержен возникновению джиттера и сдвигам, вызванным непосредственно схемой восстановления. Главное достоинство этого метода состоит в том, что полученный опорный сигнал можно передать другому устройству или измерительному прибору для обеспечения синхронизации. Этот сигнал всегда можно использовать для синхронизации — в его передаче нет задержек по времени. Среди недостатков метода — вышеупомянутое наведение постепенно нарастающего джиттера и тот факт, что осциллографы с высокоскоростными аппаратными цепями восстановления тактового сигнала не всегда можно найти на рынке. Скорости аппаратного восстановления тактового сигнала ограничены 1,25 Гбит/с. Нарастающий джиттер делает данный метод не подходящим для точных измерений, точного восстановления данных или анализа глазковой диаграммы на соответствие сигнала маске.

Рис. 1. Пример интерфейса для анализа последовательных данных с помощью модуля оперативной помощи (при получении информации о тактовом сигнале модуль вычисляет, сколько времени потребуется системе фазовой автоподстройки частоты для синхронизации)
Рис. 1. Пример интерфейса для анализа последовательных данных с помощью модуля оперативной помощи (при получении информации о тактовом сигнале модуль вычисляет, сколько времени потребуется системе фазовой автоподстройки частоты для синхронизации)

Для восстановления тактового сигнала на программном уровне создается эталонный генератор тактового сигнала на основе описания, заданного пользователем, либо формируется алгоритмическим методом при программном анализе сигнала передачи данных. Интеллектуальный подход к решению этой задачи в режиме оперативной помощи предоставляет обе эти возможности (рис. 1). Программное восстановление тактового сигнала происходит на полной скорости работы осциллографа и имеет нулевой уровень наведения джиттера, так как основывается на идеальном генераторе тактового сигнала. Не все системы на базе осциллографов имеют возможность установки и настройки этой функции в режиме оперативной помощи, но те, которые обеспечивают эту функцию, создают среду, очень подходящую по своим параметрам для проведения высокоточных и систематических измерений джиттера и анализа глазковой диаграммы на соответствие сигнала маске. Кроме того, системы, имеющие режим оперативной помощи, более чувствительны и гибки в практическом применении. Некоторые программные системы восстановления тактового сигнала также поддерживают использование выделенного (аппаратного) тактового сигнала. Системы, основанные на выделенном тактовом сигнале, реже применяются для исследования последовательных каналов передачи данных, но некоторые задачи предполагают их использование.

Функция идентификации событий

Как только тактовый сигнал восстановлен, можно декодировать сигнал данных в последовательность нулей и единиц. Затем в потоке последовательных данных можно выделить отдельные события и рассмотреть их изолированно, а также определить, какие события предшествовали данному. Попытка найти требуемую информацию в последовательном канале, передающем более десятка тысяч отдельных кадров, может стать трудновыполнимой задачей. Решить ее помогают как аппаратные, так и программные подходы.

Чтобы из потока последовательных данных выделить единичное событие, состоящее из заданной последовательности нулей и единиц, можно использовать аппаратную идентификацию событий (аппаратную синхронизацию). Передовые аппаратные системы запуска по событию из потока последовательных данных могут обеспечивать скорость до 3,25 Гбит/с. Они обеспечивают нулевое время задержки при запуске по единичному возникновению события. Пользовательский интерфейс такой системы может быть рассчитан как на двоичный ввод маски, так и на восьмеричный или шестнадцатеричный. Недостатками аппаратного подхода являются увеличение стоимости системы запуска, сложность корректного аппаратного распознавания последовательных данных с плавающим качеством сигнала, ограниченная гибкость при анализе ранее полученных данных и ограничение максимальной скорости в 3,25 Гбит/с.

Программная идентификация событий (поиск) может быть использована в режиме пост-обработки для определения заданной последовательности нулей и единиц в потоке данных. Программные системы запуска обеспечивают скорость, приближающуюся к пределу скорости сбора данных аппаратной частью осциллографа — в диапазоне от 8,5 до 10 Гбит/с. Так как программный запуск работает в режиме пост-обработки, у него имеется значительное время задержки, и он плохо подходит для поиска редко происходящих событий. Однако многие измерительные среды обеспечивают функцию повторного возбуждения аномальных событий. Пользовательский интерфейс программных систем запуска гораздо изящнее и гибче по сравнению с интерфейсом систем с аппаратной идентификацией событий (рис. 2).

Рис. 2. Настройка восьмеричного/шестнадцатеричного программного запуска для интерфейса PCI-Express
Рис. 2. Настройка восьмеричного/шестнадцатеричного программного запуска для интерфейса PCI-Express

Поиск можно осуществлять по ранее полученным данным или в повторяющемся цикле «сбор данных — поиск». Кроме того, можно отслеживать многочисленные реализации заданного события в одной и той же записи данных. Программный подход также позволяет отображать восьмеричные и шестнадцатеричные коды в режиме взаимосвязи с осциллограммой (рис. 3). Декодирование и отображение в виде восьмеричного или шестнадцатеричного кода делает интерпретацию длинных потоков последовательных данных гораздо более легкой задачей. Методы, основанные исключительно на аппаратном уровне, не предоставляют такой возможности.

Рис. 3. Декодирование символов восьмеричного/шестнадцатеричного кода, показанное во взаимосвязи с осциллограммой
Рис. 3. Декодирование символов восьмеричного/шестнадцатеричного кода, показанное во взаимосвязи с осциллограммой

Анализ глазковой диаграммы

Традиционные глазковые диаграммы для последовательных каналов могут быть сгенерированы на аппаратном уровне. Если доступен восстановленный программным способом тактовый сигнал, то можно воспользоваться новым видом тестирования — анализом глазковой диаграммы в реальном времени. Оба метода предназначены для тестирования худших вариантов осциллограмм на соответствие минимальным приемлемым требованиям, заданным маской. У обоих методов есть преимущества и недостатки, рассмотренные ниже.

Анализ глазковой диаграммы аппаратными средствами

Повторяющиеся глазковые диаграммы осциллограф может сгенерировать, используя запуск по перепаду с переменным направлением или запуск по перепаду с заданным направлением и отображая диаграмму с задержкой на несколько единичных интервалов. Достоинства повторяющихся глазковых диаграмм — легкость их генерации, высокая частота обновления сигналов и возможность использования их на нескольких каналах одновременно. К недостаткам можно отнести неспособность компенсировать отклонения тактового сигнала с расширенным спектром — это значит, что системы на базе осциллографов, не обладающие функцией динамической калибровки джиттера системы запуска, будут генерировать недопустимый уровень джиттера системы запуска, делая этот метод на практике неэффективным.

Анализ глазковой диаграммы программными средствами

Диаграммы в реальном времени могут быть построены с использованием программно восстановленного тактового сигнала. Идея такова — одна осциллограмма с большой длительностью захвата «свертывается» в глазковую диаграмму, где каждая «свертка» происходит с единичным интервалом, заданным эталонным (программно восстановленным) тактовым сигналом (рис. 4). Этот метод устраняет проблему джиттера системы запуска и является корректирующим фактором для осциллографов с посредственными показателями уровня джиттера.

Рис. 4. Пример анализа глазковой диаграммы на соответствие сигнала — непройденный тест сигнала Serial ATA
Рис. 4. Пример анализа глазковой диаграммы на соответствие сигнала — непройденный тест сигнала Serial ATA

Однако осциллографы и пробники со слабыми значениями уровня собственных шумов и джиттера не смогут улучшить свои характеристики с помощью глазковых диаграмм в реальном времени. Аппаратные недостатки (уровень шума и джиттера) все равно будут проявляться в виде уменьшенного запаса надежности при проведении теста на соответствие маске и в виде увеличенного числа непройденных тестов. Некоторые системы, обеспечивающие тестирование с помощью глазковых диаграмм в реальном времени, обладают функцией обнаружения ошибок — если сбой произошел при тестировании на соответствие маске в режиме глазковой диаграммы, глаз может «развернуться», и участки, на которых произошли сбои, будут отмечены в длинном потоке последовательных данных. Это очень полезная функция, которую не следует упускать из виду. Недостатки использования глазковых диаграмм в реальном времени: для генерации диаграмм требуется дополнительное время (медленное реагирование), аппаратуре необходима более сложная настройка, в единицу времени можно тестировать только один поток данных.

Заключение

На основе приведенного обзора возможностей осциллографов можно сделать следующие выводы:

  1. Программное восстановление тактового сигнала позволяет получить результаты гораздо лучшие, чем аппаратное (за исключением редкого случая, когда необходимо для системы проектирования или тестирования генерировать тактовый сигнал на аппаратном уровне).
  2. Иногда возникает реальная необходимость использования аппаратного запуска в последовательном канале, но в подавляющем большинстве случаев программная реализация запуска обеспечивает большую производительность, большую гибкость и помогает быстрее интерпретировать поток последовательных данных благодаря своим возможностям декодирования и отображения.
  3. Программно реализованный анализ глазковых диаграмм на соответствие маске в реальном времени обеспечивает высокую точность анализа. Совместное использование этого анализа с функцией обнаружения места сбоев является заметно более эффективным решением по сравнению с аппаратным подходом.

Итак, пока еще существуют области, где используются аппаратные функции осциллографов, но ключом к высокоэффективной оценке последовательных каналов передачи данных становятся именно программные функции.

xosotin chelseathông tin chuyển nhượngcâu lạc bộ bóng đá arsenalbóng đá atalantabundesligacầu thủ haalandUEFAevertonxosofutebol ao vivofutemaxmulticanaisonbetbóng đá world cupbóng đá inter milantin juventusbenzemala ligaclb leicester cityMUman citymessi lionelsalahnapolineymarpsgronaldoserie atottenhamvalenciaAS ROMALeverkusenac milanmbappenapolinewcastleaston villaliverpoolfa cupreal madridpremier leagueAjaxbao bong da247EPLbarcelonabournemouthaff cupasean footballbên lề sân cỏbáo bóng đá mớibóng đá cúp thế giớitin bóng đá ViệtUEFAbáo bóng đá việt namHuyền thoại bóng đágiải ngoại hạng anhSeagametap chi bong da the gioitin bong da lutrận đấu hôm nayviệt nam bóng đátin nong bong daBóng đá nữthể thao 7m24h bóng đábóng đá hôm naythe thao ngoai hang anhtin nhanh bóng đáphòng thay đồ bóng đábóng đá phủikèo nhà cái onbetbóng đá lu 2thông tin phòng thay đồthe thao vuaapp đánh lô đềdudoanxosoxổ số giải đặc biệthôm nay xổ sốkèo đẹp hôm nayketquaxosokq xskqxsmnsoi cầu ba miềnsoi cau thong kesxkt hôm naythế giới xổ sốxổ số 24hxo.soxoso3mienxo so ba mienxoso dac bietxosodientoanxổ số dự đoánvé số chiều xổxoso ket quaxosokienthietxoso kq hôm nayxoso ktxổ số megaxổ số mới nhất hôm nayxoso truc tiepxoso ViệtSX3MIENxs dự đoánxs mien bac hom nayxs miên namxsmientrungxsmn thu 7con số may mắn hôm nayKQXS 3 miền Bắc Trung Nam Nhanhdự đoán xổ số 3 miềndò vé sốdu doan xo so hom nayket qua xo xoket qua xo so.vntrúng thưởng xo sokq xoso trực tiếpket qua xskqxs 247số miền nams0x0 mienbacxosobamien hôm naysố đẹp hôm naysố đẹp trực tuyếnnuôi số đẹpxo so hom quaxoso ketquaxstruc tiep hom nayxổ số kiến thiết trực tiếpxổ số kq hôm nayso xo kq trực tuyenkết quả xổ số miền bắc trực tiếpxo so miền namxổ số miền nam trực tiếptrực tiếp xổ số hôm nayket wa xsKQ XOSOxoso onlinexo so truc tiep hom nayxsttso mien bac trong ngàyKQXS3Msố so mien bacdu doan xo so onlinedu doan cau loxổ số kenokqxs vnKQXOSOKQXS hôm naytrực tiếp kết quả xổ số ba miềncap lo dep nhat hom naysoi cầu chuẩn hôm nayso ket qua xo soXem kết quả xổ số nhanh nhấtSX3MIENXSMB chủ nhậtKQXSMNkết quả mở giải trực tuyếnGiờ vàng chốt số OnlineĐánh Đề Con Gìdò số miền namdò vé số hôm nayso mo so debach thủ lô đẹp nhất hôm naycầu đề hôm naykết quả xổ số kiến thiết toàn quốccau dep 88xsmb rong bach kimket qua xs 2023dự đoán xổ số hàng ngàyBạch thủ đề miền BắcSoi Cầu MB thần tàisoi cau vip 247soi cầu tốtsoi cầu miễn phísoi cau mb vipxsmb hom nayxs vietlottxsmn hôm naycầu lô đẹpthống kê lô kép xổ số miền Bắcquay thử xsmnxổ số thần tàiQuay thử XSMTxổ số chiều nayxo so mien nam hom nayweb đánh lô đề trực tuyến uy tínKQXS hôm nayxsmb ngày hôm nayXSMT chủ nhậtxổ số Power 6/55KQXS A trúng roycao thủ chốt sốbảng xổ số đặc biệtsoi cầu 247 vipsoi cầu wap 666Soi cầu miễn phí 888 VIPSoi Cau Chuan MBđộc thủ desố miền bắcthần tài cho sốKết quả xổ số thần tàiXem trực tiếp xổ sốXIN SỐ THẦN TÀI THỔ ĐỊACầu lô số đẹplô đẹp vip 24hsoi cầu miễn phí 888xổ số kiến thiết chiều nayXSMN thứ 7 hàng tuầnKết quả Xổ số Hồ Chí Minhnhà cái xổ số Việt NamXổ Số Đại PhátXổ số mới nhất Hôm Nayso xo mb hom nayxxmb88quay thu mbXo so Minh ChinhXS Minh Ngọc trực tiếp hôm nayXSMN 88XSTDxs than taixổ số UY TIN NHẤTxs vietlott 88SOI CẦU SIÊU CHUẨNSoiCauVietlô đẹp hôm nay vipket qua so xo hom naykqxsmb 30 ngàydự đoán xổ số 3 miềnSoi cầu 3 càng chuẩn xácbạch thủ lônuoi lo chuanbắt lô chuẩn theo ngàykq xo-solô 3 càngnuôi lô đề siêu vipcầu Lô Xiên XSMBđề về bao nhiêuSoi cầu x3xổ số kiến thiết ngày hôm nayquay thử xsmttruc tiep kết quả sxmntrực tiếp miền bắckết quả xổ số chấm vnbảng xs đặc biệt năm 2023soi cau xsmbxổ số hà nội hôm naysxmtxsmt hôm nayxs truc tiep mbketqua xo so onlinekqxs onlinexo số hôm nayXS3MTin xs hôm nayxsmn thu2XSMN hom nayxổ số miền bắc trực tiếp hôm naySO XOxsmbsxmn hôm nay188betlink188 xo sosoi cầu vip 88lô tô việtsoi lô việtXS247xs ba miềnchốt lô đẹp nhất hôm naychốt số xsmbCHƠI LÔ TÔsoi cau mn hom naychốt lô chuẩndu doan sxmtdự đoán xổ số onlinerồng bạch kim chốt 3 càng miễn phí hôm naythống kê lô gan miền bắcdàn đề lôCầu Kèo Đặc Biệtchốt cầu may mắnkết quả xổ số miền bắc hômSoi cầu vàng 777thẻ bài onlinedu doan mn 888soi cầu miền nam vipsoi cầu mt vipdàn de hôm nay7 cao thủ chốt sốsoi cau mien phi 7777 cao thủ chốt số nức tiếng3 càng miền bắcrồng bạch kim 777dàn de bất bạion newsddxsmn188betw88w88789bettf88sin88suvipsunwintf88five8812betsv88vn88Top 10 nhà cái uy tínsky88iwinlucky88nhacaisin88oxbetm88vn88w88789betiwinf8betrio66rio66lucky88oxbetvn88188bet789betMay-88five88one88sin88bk88xbetoxbetMU88188BETSV88RIO66ONBET88188betM88M88SV88Jun-68Jun-88one88iwinv9betw388OXBETw388w388onbetonbetonbetonbet88onbet88onbet88onbet88onbetonbetonbetonbetqh88mu88Nhà cái uy tínpog79vp777vp777vipbetvipbetuk88uk88typhu88typhu88tk88tk88sm66sm66me88me888live8live8livesm66me88win798livesm66me88win79pog79pog79vp777vp777uk88uk88tk88tk88luck8luck8kingbet86kingbet86k188k188hr99hr99123b8xbetvnvipbetsv66zbettaisunwin-vntyphu88vn138vwinvwinvi68ee881xbetrio66zbetvn138i9betvipfi88clubcf68onbet88ee88typhu88onbetonbetkhuyenmai12bet-moblie12betmoblietaimienphi247vi68clupcf68clupvipbeti9betqh88onb123onbefsoi cầunổ hũbắn cáđá gàđá gàgame bàicasinosoi cầuxóc đĩagame bàigiải mã giấc mơbầu cuaslot gamecasinonổ hủdàn đềBắn cácasinodàn đềnổ hũtài xỉuslot gamecasinobắn cáđá gàgame bàithể thaogame bàisoi cầukqsssoi cầucờ tướngbắn cágame bàixóc đĩaAG百家乐AG百家乐AG真人AG真人爱游戏华体会华体会im体育kok体育开云体育开云体育开云体育乐鱼体育乐鱼体育欧宝体育ob体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育开云体育开云体育棋牌棋牌沙巴体育买球平台新葡京娱乐开云体育mu88qh88

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *