APIX3-PHY-Monitor-Tool von Inova Signal-Integrität in High-Speed-Designs gesichert

Das neue APIX3-PHY-Monitor-Tool von Inova ermöglicht schnelle und einfache Jitter-Analyse: Es kombiniert einen leistungsfähigen Eye-Tracer-Algorithmus mit einer nutzerfreundlichen Bedienoberfläche.

Die Gewährleistung der Signal-Integrität stellt eine der größten Herausforderungen in High-Speed-Designs dar. Digitale Übertragung mit Datenraten von mehreren Gb/s ist durch Einbringung von Jitter und Rauschen in das Signal gekennzeichnet. Was am Empfänger ankommt stimmt nicht mehr mit dem überein was gesendet wurde, wenn Jitter und Rauschen auftreten. Das hat Einfluss auf Amplitude, Frequenz und Phase des Signals. Daher müssen Entwickler von Systemen mit High-Speed-Verbindungen die Signalqualität analysieren, um eine robuste und fehlerfreie Datenübertragung zu gewährleisten. Das gilt insbesondere für die Betrachtung, was im Empfänger passiert. Um Entwickler bei dieser Herausforderung zu unterstützen, hat Inova Semiconductors das APIX3-PHY-Monitor-Tool entwickelt, das einen leistungsfähigen Eye-Tracer-Algorithmus mit einer nutzerfreundlichen Bedienoberfläche (GUI) kombiniert.

Alle realen elektronischen Systeme sind durch Jitter gekennzeichnet. Dieser hat mehrere Ursachen, wie die Interferenz zwischen Symbolen, Nebensprechen, Reflektionen, thermische und weitere Effekte. Bei einem Jitter- und rauschfreiem digitalen Signal tastet der Empfänger die Daten in der Mitte des eingehenden Impulses ab. Durch Jitter und Rauschen verschieben sich jedoch die steigenden und fallenden Signalflanken entlang der Zeitachse, sowie das Spannungslevel auf der Amplitudenachse. Driften die Signalflanken zu weit, dann kann das Signalbit nicht mehr zuverlässig erfasst werden und ein Bit-Fehler tritt auf. Um den Einfluss von Jitter und Rauschen zu untersuchen sind Augendiagramme ein hilfreiches Tool. Ein Augendiagramm entsteht durch die grafische Überlagerung von mehreren Messungen des übertragenen Signals zu unterschiedlichen Zeitpunkten bzw. Phasen.

Üblicherweise gewinnt man Augendiagramme indem man das Signal am Ausgang des Senders (TX) mit einem Oszilloskop verbindet. So erhält man die Resultate für die Bauelementausgänge. Mit dem APIX3 PHY Monitor können Anwender Echtzeit-Augendiagramme vom Signalverlauf im Empfänger (RX) darstellen. Die Farb-Kodierung des Augendiagrammes (verschiedene Farben für alle Treffer, keinen Treffer und den Bereich dazwischen) ermöglicht dabei eine schnelle und komfortable Evaluierung der Signalqualität. Letztendlich bietet der PHY Monitor einen intuitiven Blick auf die Signalqualität innerhalb des Empfängers.

Außer dem Echtzeit-Scan von Augendiagrammen im Empfänger können mit dem Tool auch der Status wichtiger Register für die Kalibrierung ausgelesen und der FIR-Filter (Amplitude und Verzögerung) des Senders konfiguriert werden. Weitere Funktionen des Tools sind die Erzeugung von Testmustern, Enable/Disable des Upstreams, Einstellen der Replica-Verstärkung sowie die Überprüfung nach Bit-Fehlern (von internen und externen Quellen).

Das APIX3-PHY-Monitor-Tool besteht aus zwei Bestandteilen: GUI und Augendiagramm-Algorithmus. Inova stellt seinen Kunden die GUI zur Verfügung, damit diese auf deren PCs installiert werden kann. Der Eye-Tracer-Algorithmus wurde bereits in der aktuellen Baustein-Version implementiert. Damit können Kunden einfach das jeweilige Board mit ihrem PC verbinden, die GUI öffnen und mit der Signal-Analyse beginnen.

Inova Semiconductors (Halle 3A, Stand 638) präsentiert und demonstriert den APIX3-PHY-Monitor auf der Embedded World 2020 (25. bis 27. Februar 2020) in Nürnberg.