在高速電路設計中，定位信號完整性問題的傳統方法是使用硬件觸發器隔離事件，和/或在尋找問題之前使用深度采集存儲技術捕獲事件。

 

隨著高性能電路系統的速度和復雜性的增加，示波器定位信號完整性問題的局限性也逐漸凸顯出來。隨著新事件定位技術的出現，這種情況將得到極大改善。

 

最終，這個強大的事件定位系統將有效地幫助設計工程師快速，輕松地識別信號完整性問題。

 

信號完整性問題的傳統定位方法

 

傳統的硬件觸發/深度采集存儲方法在定位信號完整性問題方面具有兩個優點。首先，當硬件觸發器用于鎖定相關事件時，沒有死區時間。硬件觸發系統使示波器采集系統連續運行，直到找到目標事件。鎖定目標事件后，硬件觸發電路將觸發，完成示波器的數據采集，并在屏幕中央顯示事件。

 

這種方法真的很方便。其次，使用深度采集存儲技術，用戶無需知道目標系統所面臨的信號完整性問題的類型，只需將示波器設置為最大存儲模式，并將觸發模式設置為邊沿觸發，甚至自動觸發，然后讓示波器開始運行。示波器將捕獲目標系統執行的相對較長的屏幕截圖，然后用戶可以隨時分析數據以確定是否存在有問題的事件。

 

這種技術也被稱為“廣泛的燕子和溺水”技術。這些使用示波器驗證設計的方法非常有效，并已在電子設計工程師社區中扎根。

 

但與測試/測量行業的新興技術相比，這種方法存在許多局限性。

 

用于定位信號完整性問題的新方法用于定位信號完整性問題的新方法是事件識別軟件。事件識別軟件本質上是一種智能軟件，可掃描示波器捕獲的波形，以識別各種信號完整性問題或有信號問題的事件。此方法沒有硬件觸發方法的“無死區時間”功能，因為在處理先前捕獲的數據時已存在“死區時間”，并且它沒有深度的“廣泛檢查”功能采集存儲技術可以提供。

 

但是，事件識別軟件具有如下獨特的優勢，吸引了越來越多的示波器用戶。 1.同時監視多個事件：硬件觸發方法僅識別有問題的事件，并且硬件觸發電路設置為在特定事件發生時觸發，從根本上消除了同時監視多個事件的可能性。事件識別軟件不受此限制的影響，并且可以將軟件編程為同時在任一通道或多個通道上掃描5個事件。

 

這大大減少了逐步減少信號完整性問題的潛在原因范圍并隔離復雜相關事件所需的時間。 2.了解同一事件如何多次發生：硬件觸發電路僅識別每??次捕獲一次事件的發生。事實上，事件在事件被硬件隔離之前或之后重復多次，但硬件觸發方法無法檢測到這些重復事件。這可以通過事件識別軟件來完成，該軟件可以找出波形存儲器捕獲的所有事件。

 

因此，設計工程師不僅可以找到第一個故障，還可以找到第二個和第三個故障等。 3.事件導航：一旦用戶通過深度存儲捕獲長波形，下一步就是非常無聊且容易出錯的手動工作，即重放這些波形，檢查波形的每個部分，并識別潛在的信號完整性問題。深度采集存儲技術可以從10,000個屏幕捕獲信息。手動查看所有這些信息是不切實際的。將這些示波器數據上傳到單個控制器并編寫定制軟件來分析數據也是不現實和耗時的。一旦事件識別軟件識別出目標事件的所有出現，它就可以在多次出現事件之間來回切換，使用與DVD播放器相同的直觀回放控制鍵。

 

圖1是使用Agilent DSO81304B示波器的測試示例。圖1：導航欄（the屏幕的下半部分可以自動移動到最多5個不同事件的任何事件（在四個示波器通道的任何通道中）。

 

圖中的示波器正在尋找標記為Ax和Bx的兩個通道中的脈沖寬度差。圖1：導航欄（屏幕下方）可以自動移動到最多5個不同事件的任何事件（在四個示波器通道的任何通道中）。

 

圖中的示波器正在尋找標記為Ax和Bx的兩個通道中的脈沖寬度差。 4.識別多個事件：典型的硬件觸發系統可以隔離大約10種不同類型的事件或觸發模式。然而，對于示波器制造商來說，新硬件觸發模式的開發非常麻煩，需要大量的開發資源和昂貴的IC生產成本。開發事件識別軟件的成本要低得多。當前事件識別軟件可以隔離任何可以通過波形測量來測量的事件（現代示波器可以執行超過30次波形測量），還可以檢測有問題的事件，例如由不正確的信號端子引起的非單調邊緣。

 

使用硬件觸發電路幾乎不可能觸發小波現象，例如非單調邊緣。5.識別事件的速度：硬件觸發電路的速度主要受其晶體管速度的影響，并采用模擬技術。最高端硬件觸發電路現在可以實現低至300ps的脈沖寬度（或脈沖干擾）觸發，以及3.25Gbps序列觸發（串行觸發）。盡管這些指標非常出色，但硬件觸發電路的速度仍然無法跟上當今頂級系統超過8.5Gbps的速度。事件識別軟件僅受示波器采樣率的限制，并且基本上使用數字技術。業界領先的示波器采樣率高達40GSps，軟件事件識別系統比硬件觸發模式更快地識別事件。

 

新技術可以觀察脈沖寬度為70ps的事件，其序列查找速度可高達8.5Gbps（參見圖2中的高速信號測試的另一個示例）。

 

圖2：Agilent InfiniiScan軟件可識別由單比特脈沖的符號干擾（ISI）引起的Ax和Bx之間的36ps超快上升時間。

 

圖2：Agilent InfiniiScan軟件可識別由單比特脈沖的符號干擾（ISI）引起的Ax和Bx之間的36ps超快上升時間。 6.確定事件的分辨率：硬件觸發電路的時間分辨率相對較低，分辨率大約為幾十甚至幾百秒，具體取決于觸發事件，波形信號特征和導致要觸發的事件。當需要測量一些更準確的指標時，該分辨率不再能滿足要求（即可能導致錯誤的失敗）。由于軟件事件識別的純數字信號處理，可采用1至16采樣點插值算法等DSP技術有效提高事件的分辨率。事件通過率的檢查可以提高到皮秒級別。

 

圖2顯示了示波器的波形，可識別36ps的上升沿。 7.可見是可見的：關于事件識別軟件最吸引人的是它的區域檢測器（區域查找器）功能。許多示波器用戶會在屏幕上看到偶爾出現間歇性信號閃爍，但按下停止按鈕鎖定它們為時已晚。通常，在這種情況下，用戶將示波器設置為單個采集模式，然后不斷按下單個觸發鍵（有時多次）以有效捕獲事件。在大多數情況下，這樣做的結果只會讓你的手指疼痛。區域檢測器允許用戶在屏幕上繪制一個區域，用戶可以觀察到間歇信號閃爍，當信號波形下次閃過該區域時，示波器自動停止并清晰地顯示波形。圖3顯示了包含兩個區域的示例。

 

此功能通常非常有用。圖3：間隔取景器功能隔離了未進入第一個區域的波形（左上角的方形區域），但也需要第二個區域（中心位置下方的方形區域）。

 

圖中的示波器可以快速隔離單個“1”位，前面有三個“0”位。圖3：間隔取景器功能隔離了未進入第一個區域的波形（左上角的方形區域），但也需要第二個區域（中心位置下方的方形區域）。

 

圖中的示波器可以快速隔離單個“1”位，前面有三個“0”位。 8.與硬件觸發同步：通過可編程延遲機制，事件識別軟件可與硬件觸發機制結合使用。也就是說，此方法捕獲在定義的硬件事件之后指定時間延遲時發生的軟件定義事件。

 

該硬件和軟件組合系統可以生成觸發分類器（觸發序列器），或者它可以使用硬件來限制軟件想要檢查的波形，從而提高效率。事件識別軟件是傳統硬件觸發或深度采集存儲方法的有效補充，用于識別信號完整性問題。當示波器沒有“死區時間”問題時，也就是說，事件的發生頻率高于每秒一次（一秒鐘是高速電路的相當長的一段時間），事件識別軟件的新技術將會成為定位電子設計中信號完整性問題的最有效和靈活的工具之一。