Für sichere High-Speed-Datentechnologien

12-bit-Oszilloskope debuggen PCIe 6.0, USB4 v2.0 & Co.

5. August 2024, 15:08 Uhr | Nicole Wörner
Auch die neuen Modelle der Wavemaster-8000DH-Serie von Teledyne LeCroy sind prädestiniert für das Debugging der nächsten Generation von High-Speed-Datenübertragungstechnologien.
© Teledyne LeCroy

Teledyne LeCroy baut seine WaveMaster-8000HD-Oszilloskopserie nach unten hin aus. Die neuen 6- bis 16-GHz-Modelle ergänzen die im Herbst 2023 vorgestellten 20- bis 65-GHz-Varianten. Sie bieten durchgängig 12 bit Auflösung, eine Abtastrate von 80 GSamples/s und einen Erfassungsspeicher von 8 Gpts.

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Serielle Datentechnologien werden immer schneller - PCI Express 6.0 liefert eine Datenrate von 64 Gigatransfer pro Sekunde (GT/s), während die USB4-Spezifikation v2.0 80 Gigabit pro Sekunde (Gbps) liefert. Beide neuen Standards verwenden mehrstufige Puls-Amplituden-Modulationssignale (PAM). Die Erhöhung der Geschwindigkeit und die Verwendung von Multi-Level-Signalen erfordern sowohl eine höhere Oszilloskop-Bandbreite als auch eine höhere Auflösung. Die Komplexität der seriellen Datenverbindungen nimmt ebenfalls zu, da dynamische Link Equalization, Negotiation-, Trainings- und Handshaking-Operationen eingesetzt werden, um die höchsten Übertragungsraten zu erreichen und aufrechtzuerhalten. Einige dieser Operationen werden durch parallele serielle Datenverbindungen mit niedrigerer Geschwindigkeit unter Verwendung einer Kombination von Signalen der physikalischen Schicht und Protokollkommunikation durchgeführt.

Hohe Bandbreite, Auflösung und Speichertiefe

Hier setzen die WaveMaster-8000HD-Oszilloskope an: Sie bieten die erforderliche hohe Bandbreite und 12 bit Auflösung – durchgängig verfügbar bei voller Bandbreite von 200 MHz bis 65 GHz –, eine hohe Abtastrate sowie bis zu 8 Gpts Erfassungsspeicher. Die hohe Auflösung ermöglicht eine detaillierte Signalcharakterisierung der mehrstufigen PAM3- und PAM4-Signale, die in der USB4-Spezifikation v2.0 bzw. PCIe 6.0 verwendet werden. Der große Speicher von 8 Gpts Speicher vereinfacht die Fehlersuche bei Problemen mit dem Link-Negotiaion erheblich.

Umfangreiche Validierungs- und Debug-Tools

Der WaveMaster 8000HD ist ausgestattet mit vielfältigen Validierungs- und Debug-Tools und bietet einige neue Software-Optionen für die Analyse serieller Daten, die speziell für Tests der nächsten Generation serieller Datentechnologien ausgelegt sind. Die Software-Optionen SDA Expert beispielsweise ermöglichen spezifische Technologieanalysen für PCIe, USB, DisplayPort etc.  sowie leistungsstarke PAM- und NRZ-Augendiagramm-, Jitter- und Link-Analyse-Tools. Die QualiPHY-Testpakete wiederum unterstützen die Automatisierung von Konformitätstests serieller Hochgeschwindigkeits-Datenschnittstellen.

Praktische Funktionen für das Debugging

Weitere praxisgerechte Features zum Debugging komplexer Verbindungen und High-Speed-Embedded-Systeme sind unter anderem:

  • Nahtlose Kombination der Funktionen des WaveMaster-8000HD-Oszilloskops mit einem von Teledyne LeCroys PCIe- oder USB-Protokollanalysatoren mit CrossSync-PHY-Cross-Layer-Analyse, um einen detaillierten Einblick in das Verhalten von Hochgeschwindigkeitsverbindungen zu erhalten.
  • Einfache Erfassung serieller Low-Speed-Seitenbanddaten, Trainings- und Negotiation-Links, Stromschienen- und anderer zugehöriger Signale mit nahezu allen von Teledyne LeCroy angebotenen 50-Ω- oder 1-MΩ-gekoppelten Tastköpfen (einschließlich passiver Tastköpfe und Stromtastköpfe).
  • Nutzung von über 20 seriellen Low-Speed-Triggern und Decodern für umfassendes Debugging mit demselben Oszilloskop.
  • Erfassung digitaler Signale mit den integrierten digitalen Logikeingängen mit einer Taktrate von bis zu 500 MHz. Optional eignet sich auch der Hochgeschwindigkeits-Digital-Analysator HDA125,  der Signale bis zu 6 Gb/s erfasst. Das ist hilfreich für die Erfassung und Dekodierung von DDR-Speicher-Signalen und die Read/Write-Trennung, die bei DDR-Debugging und Konformitätstests benötigt wird.
  • Langzeitbeobachtung von Verbindungsfehlern mit dem 8 Gpts Erfassungsspeicher.

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