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　　在高速電路設計中，定位信號完整性問題的傳統方法是采用硬件觸發來隔離事件，和/或利用深度采集存儲技術捕獲事件，然后再尋找問題。隨著高性能電路系統的速度和復雜程度的不斷提高，用示波器定位信號完整性問題的局限性也在逐步凸顯。

隨著一種全新事件定位技術的出現，這種局面將會有很大的改觀。最終，這種功能強大的事件定位系統將有效地幫助設計工程師快速而輕松地找出信號完整性問題。

傳統的信號完整性問題定位方法

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有兩大優勢。

首先，利用硬件觸發鎖定某個相關事件時不存在死區時間。硬件觸發系統會使示波器采集系統一直不停地運行，直到找到目標事件為止。一旦目標事件被鎖定，硬件觸發電路將會觸發，完成示波器的數據采集工作，同時在屏幕的中心顯示這個事件。這種方法確實非常方便。

其次，采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種類，只需將示波器設為最大存儲模式，并將觸發模式設為邊沿觸發，甚至是自動觸發，然后讓示波器開始運行即可。示波器將會捕獲一段相對長的有關目標系統執行情況的截屏，然后用戶可以隨時分析這段數據，判斷是否存在有問題的事件。這種技術也被稱之為“廣存廣查(swallow and wallow)”技術。

這些利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群中深入人心。但是與測試/測量行業的新興技術相比，這種方法還存在諸多局限性。

定位信號完整性問題的新方法

定位信號完整性問題的新方法是一種事件識別軟件。事件識別軟件本質上來說是一種智能軟件，這種軟件掃描示波器所捕捉的波形，找出各種信號完整性問題或者信號有問題的事件。該方法不具備硬件觸發方法的“無死區時間”特性，這是因為在對以前捕捉的數據進行后處理時本來就有“死區時間”，它也沒有深度采集存儲技術能提供的“廣存廣查”能力。但事件識別軟件具有如下的一些獨特優點，這些優點正在吸引越來越多的示波器用戶。

1．同時監控多個事件：硬件觸發方法只能識別一個有問題的事件，硬件觸發電路被設置成在特定事件發生時觸發，從根本上杜絕了同時監控多個事件的可能性。而事件識別軟件不受這種限制的影響，該軟件可以通過編程設定為同時掃描任意一個通道或多個通道上的5個事件。這可極大地縮短用于逐步縮小信號完整性問題潛在原因的范圍、隔離錯綜復雜的相關事件所用的時間。

2．找出同一事件多次出現的情況：硬件觸發電路每次捕捉只能識別一個事件的單次出現。實際上在這個事件被硬件隔離之前或之后，該事件還會重復多次出現，但是硬件觸發方法無法發現這些重復出現的事件。事件識別軟件就可以做到這一點，它可以找出波形存儲器所捕捉的事件的所有出現次數。因此，設計工程師不但能發現第一次故障，還能發現第二次、第三次故障等。

3．事件導航：一旦用戶通過深度存儲捕獲了很長的波形，接下來就是極其枯燥而且極易出錯的手動工作，即回放這些波形，檢查波形的每一段，并找出潛在的信號完整性問題。深度采集存儲技術可以采集10，000個屏幕的信息。手動審查所有這些信息是不切實際的。將這些示波器數據傳到一個控制器上，編寫定制的軟件來分析這些數據也是不現實的，而且非常耗時。事件識別軟件一旦識別出目標事件的所有出現次數，就可以用向DVD播放器一樣直觀的回放控制鍵，在這個事件的多次出現之間來回切換。圖1為采用Agilent DSO81304B示波器的一個測試實例。

4．識別多種事件：一個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。但是開發一種新的硬件觸發模式對于示波器廠商來說非常麻煩，需要大量的開發資源和昂貴的IC生產成本。相比而言開發事件識別軟件的成本就會少很多。目前的事件識別軟件可以隔離出波形測量能測得的任何事件(現代示波器可以進行30多種波形測量)，而且還可以發現由不正確的信號端子引起的非單調邊沿等有問題的事件。用硬件觸發電路觸發非單調邊沿這一類小波形現象幾乎是不可能的。

5．辨別事件的速度：硬件觸發電路的速度主要受其晶體管速度的影響，并且它采用的是模擬技術。現在最高端的硬件觸發電路可以實現低至300ps的脈寬(或脈沖干擾)觸發，以及3.25Gbps的序列觸發(serial triggering)。盡管這些指標很優異，但是硬件觸發電路的速度仍然跟不上如今頂級系統的8.5Gbps以上的速度。事件識別軟件只受示波器采樣速率的限制，本質上采用的是數字技術。業內領先的示波器的采樣速率高達40GSps，通過軟件事件識別系統識別事件的速度比硬件觸發模式快很多。新技術可以觀察到脈寬為70ps的事件，并且其序列查找速度可達8.5Gbps(見圖2所示的另一個高速信號測試例子)。

6．辨別事件的分辨率：硬件觸發電路的時間分辨率相對比較低，根據不同的觸發事件、波形信號特性以及導致觸發事件的特定波形活動，分辨率大約為幾十甚至上百皮秒。當需要測量一些比較精確的指標時，這個分辨率已不能滿足要求(即可能產生虛假故障)。由于軟件事件識別純粹的數字信號處理，可以采用像1到16采樣點插值算法這樣的DSP技術，從而有效地提高事件分辨率。事件通過率的檢查可以提高到皮秒級。圖2顯示的是示波器識別36ps的上升沿的波形。

7．可見即可隔離：事件識別軟件最吸引人的地方在于其“區域探測器(Zone Finder)”功能。很多示波器用戶會看到屏幕上偶爾有間歇信號閃過，但卻來不及按下停止按鈕鎖定它們。通常在這種情況下，用戶會把示波器設為單次采集模式，然后不停地按單次觸發鍵(有時需要按非常多次)，才能有效捕捉到一次事件。而大多數情況下，這樣做的結果只會讓你手指酸痛。區域探測器可以讓用戶在屏幕上畫一個區域，用戶可以在這個區域中觀察到間歇信號閃過，當這個信號的波形下一次閃過這個區域時，示波器會自動停止，并清晰地顯示這個波形。圖3顯示的是一個包含兩塊區域的示例。這個功能通常非常有用。

8．與硬件觸發同步：通過可編程的延時機制，事件識別軟件可以與硬件觸發機制配合使用。也就是說，這種方法可以捕捉到在定義的硬件事件之后延遲一段指定時間時發生的軟件定義事件。這種軟硬件結合的系統可以生成一個觸發排序器(trigger sequencer)，或者可以用硬件來限制軟件要檢查的波形，從而提高效率。

事件識別軟件是對識別信號完整性問題的傳統硬件觸發或深度采集存儲方法的一個有效補充。當示波器不存在“死區時間”問題時，也就是說事件的發生頻率大于每秒一次時(一秒鐘對于高速電路而言是一個相當長的時間)，事件識別軟件這個新技術將成為定位電子設計中信號完整性問題的一個最有效且靈活的工具。

(作者：Lon Hintze)