用于接收测试的快速压力眼校准的制作方法

用于接收测试的快速压力眼校准
1.相关申请本公开要求保护于2020年12月18日提交的题为“fast stress-eye calibration methodology for receiver testing in pcie gen 5/6”的印度临时专利申请no.in20202105567的权益，该印度临时专利申请以其整体并入本文。
技术领域
2.本公开涉及用于压力眼（stressed-eye）接收机测试的测试信号的校准，更特别地涉及更快的校准方法。


背景技术：

3.高速接收机测试，诸如以32千兆传输（gigatransfer）每秒（gt/s）的pci express设备操作，要求将压力信号校准至单个毫伏和单个皮秒或更低的目标。具有诸如大的正弦抖动（sj）、差模干扰（dmi）、符号间干扰（isi）等之类的“不良”特性的信号在这里被称为“压力眼”或“压力信号”。要求是为了使接收机利用高压力眼针对这些特性中的一个或多个来检测数据信号。为了满足这些要求，需要利用这些压力眼信号校准接收机。该要求适用于许多接收机测试方法，包括误码率（ber）和抖动容限（jtol）特性描述。该校准过程的最后阶段涉及微调一些压力，以使眼图针对特定ber在期望的眼宽和眼高目标内。
4.压力眼校准通常涉及长达多个小时的耗时过程，并且已成为高速技术中接收机测试校准期间的关键客户痛点。规范强制使用校准的压力水平对被测设备进行符合性测试。这迫使客户在实际执行任何测试之前，要经历长期的压力眼校准过程。
5.在一个压力眼校准过程中，对所选参数进行扫描，以满足指定的眼高和眼宽要求，典型地是sj和dmi参数。现有方法围绕在sj和dmi的整个搜索空间中执行压力参数的适当组合的蛮力搜索，并且迭代通过它们以收敛于目标眼参数。该方法导致压力眼校准期间涉及的长的持续时间中的大多数。
6.所公开的装置和方法的实施例解决了现有技术中的缺点。
附图说明
7.图1示出了测试和测量设备的实施例。图2示出了根据两个参数的眼信号宽度或高度的变化的图形表示。图3示出了调整眼信号的参数以满足测试要求的方法的实施例的流程图。图4a和图4b示出了调整眼信号的参数以满足测试要求的方法的实施例的流程图。图5示出了用于测试和测量设备的用户界面的实施例。
具体实施方式
8.高速接收机测试，诸如以每秒32千兆传输（gt/s）的pci express设备操作，要求将“压力眼信号”校准至单个毫伏和单个皮秒或更低的目标。在电子信号测试中，重复采样信
号并将其应用于垂直输入，同时使用数据速率来触发水平扫描，产生所谓的“眼模式”、“眼图”或“眼信号”。“睁开”的眼信号对应于最小的信号失真。具有诸如大的正弦抖动（sj）、差模干扰（dmi）、符号间干扰（isi）、随机抖动（rj）等之类的“不良”特性的信号在这里被称为“压力眼”或“压力信号”。要求是为了使接收机利用高压力眼针对这些特性中的一个或多个来检测数据信号。为了满足这些要求，需要利用展现压力眼图的这些信号（此处称为压力眼信号）来校准接收机。
9.在本公开中描述的实施例的所提出方法有效地利用数据，从而以最少的迭代次数达到压力的正确组合，使得客户能够快速开始他们的测试。利用这些方法，客户可以在少于一个小时的时间内完成压力眼校准，这大大节省了时间。
10.实施例定义了一种有效的方法，用于使用sj和dmi完成压力眼校准的最后步骤，以对第5代pci express系统中的串扰进行建模。该技术可推广为延伸到使用不同压力来“闭合”眼图的其他技术（如ieee、thunderbolt、usb、显示端口
……
），这意味着所使用的眼图与压力眼信号的特定规范参数相匹配。这可以包括但不限于usb（参数为sj和振幅）和第3代pci（参数为随机抖动（rj）和dmi）。
11.图1示出了可以实现如所要求保护的本发明方法的测试和测量设备的实施例。测试和测量设备执行接收机测试（rx测试）。以下过程发生在rx测试之前。
12.测试和测量设备10可以包括示波器或其他测试装备。设备10可以具有输入通道12，探头或其他类型的测试连接器可以连接到输入通道12，以提供来自被测设备（dut） 20的输入数据，以用于分析和显示。设备上的一个或多个处理器（诸如14）可以接收数据并对其进行操作以进行分析。所述一个或多个处理器可以从用户界面（诸如18）接收输入，该输入为在dut上执行的测试提供参数。存储器16可以存储要由处理器执行的代码和来自dut的数据这两者。该装备还可包括波形发生器，以生成后续的眼图。
13.下面的讨论覆盖使用sj和dmi参数选择来校准压力眼信号，所述压力眼信号要被用于测试第5代pci express规范的dut。然而，如上所述，这两个参数可以包括不同的参数。通常，眼信号的宽度和高度是sj和dmi的二维函数，下面的讨论可以将其称为s和d。
14.它们是二维的，因为s和d这两者的变化均会引起宽度w和高度h的变化。函数w表示宽度w，函数h表示h，即w = w(s,d)，并且h= h(s,d)。宽度和高度可以更一般地被称为第一尺寸（dimension）和第二尺寸，以避免将方法局限于一个或另一个尺寸。类似地，这两个参数可以被称为第一参数和第二参数，以避免将方法的应用局限于仅sj和dmi。在以下讨论中，进一步的术语包括作为眼宽和眼高的增量的和，作为sj和dmi的增量的和。s和d的初始值将被称为s
标称
和d
标称
，并且宽度和高度的目标值将被称为w
目标
和h
目标
。
15.图2在图中示出了表面上w的变化。h类似地变化，但形状可能不同。假设感兴趣的点在表面上由(s
标称
，d
标称
)标示。在(s
标称
，d
标称
)处使用一阶泰勒级数逼近以及w和h的偏导数，可以得到w ≈ w(s
标称
，d
标称
) 。使用偏导数可以将写成：写成：等于s
ꢀ‑ꢀs标称
，并且等于d
ꢀ‑ꢀd标称
。类似地，也可以写出h ≈ h(s
标称
，d
标称
) ，并且偏导数为：
这将得出：给定和要求，可以使用以下形式计算附加压力水平和，如下所示：。然后，如上所述，该过程具有如上面计算的用于和的期望增量的和。换句话说，如果宽度w和高度h的期望改变量是已知的，由和标示，则使用表达式（i）可以确定sj和dmi的改变量，即分别为和，这是实现期望增量和所需要的。
16.该计算朝向实现这里描述的过程中的高效迈出了一大步。使用该表达式，消除了当前使用的蛮力方法中的中间搜索步骤。这导致在校准期间朝向指定眼目标收敛的速度加快。该表达式使得过程能够在单次迭代中朝向指定的眼宽和眼高目标取得巨大进展。
17.下面的讨论将使用s和d的示例，以概括地贯穿该过程工作。图3示出了该过程的实施例的流程图。该过程从30开始，其中第一参数和第二参数被设置为初始值。就本示例而言，在压力眼校准开始时的s和d参数是(s
标称
，d
标称
)，针对其让我们考虑在32处生成的眼图的所测量眼宽和眼高为(w
标称
，h
标称
)。
18.在34处，该过程确定从在32处生成的第一眼图得到的眼高和眼宽与目标眼图的眼高度和眼宽之间的差值，目标眼图的眼高和眼宽在这里被称为目标眼高和目标眼宽：。
19.然后，使用上面的表达式得出的对应覆盖范围的。
20.所提出的算法中的一个约束是，使接近校准结束时sj的变化量最小化。在该过程中遵循的过程是使用下面的（ii）中的表达式将从第一组计算中获得的映射到附加的dmi水平，其由在从第一计算得到的的基础上的标示：。
21.在第一计算结束时，确定压力水平。第一参数的该估计发生在36处，并且在38处用于执行眼高和眼宽的测量。在示例中，这将是dmi参数，因为它是要调整的第一参数。在其他示例和实施例中，它也可以是sj。
22.上述过程在38、40和42处重复，将sj维持在并且通过在38处将dmi设置为最新的估计值来仅使dmi变化，直到在42处眼高达到指定目标内。然后，这使得此时的压力水平由标示，其中在该情况下，第一参数的最终值，d参数在44处被设置为来自上述过程的最新的下一个值。现在眼高在指定目标内。
23.此时，在校准流程中，在50，眼宽存在两种可能性。如果也满足眼宽目标，则该过程在58处将第二参数（在该情况下为s）设置为最新的下一个值。在首次满足眼宽目标的情况下，s参数被设置为，并且最终值为。
24.然而，如果眼宽目标（也被称为第二尺寸目标）没有被那些参数满足，则在50处，过程继续进行至52，并且过程在52处估计将使差值为零的第二参数值。在本示例中，s是根据当前眼信号与目标之间的差值来估计的。这里的差值被称为“残”差。如果未满足眼宽目标，并且残差宽度仍有待覆盖，则使用以下表达式（iii）来获得如下向量（如在上述表达式中的）：。
25.注意，在校准的该阶段，由于眼高已经满足，因此在本示例中保持在0.25 mv的非常小的值。由于这一事实，如先前那样，被映射到，以避免dmi（并且因此眼高）中的任何进一步改变。在54处，使用来自52的新的估计将第二参数设置为下一个值。在56处，使用具有用于新的眼信号设置的压力来执行眼测量。重复上述过程，直到眼宽落在指定目标内，并在50处实现收敛，并且然后在58处将第二参数设置为其最终值。
26.图4a和图4b示出了应用于sj和dmi的实施例的上述方法的流程图，对应于更一般情况的上述过程。
27.通过这种方式，可以比在当前过程中更快地获得测试中使用的校准信号。上面的表达式i使该过程非常接近于要实现期望信号参数需要处于的位置。在许多情况下，该过程的第一部分只发生一次，而在其他情况下，它只发生两次。该过程的第二部分通常甚至是不必要的。这节省了用户数小时的时间，并且允许比以前更快地进行实际测试。
28.用户可能看不到上述任何过程。图5中示出了测试和测量设备上的用户界面的示例。系统可以提供“校准”或其他选择，或者用户可以输入用户选取的两个参数的初始值，并且然后系统将在用户界面上提供“答案”，以便用户可以继续进行测试。
29.本公开的各方面可以在特别创建的硬件、固件、数字信号处理器或在包括根据编程指令操作的处理器的特别编程的通用计算机上操作。本文使用的术语“控制器”或“处理器”旨在包括微处理器、微型计算机、专用集成电路（asic）和专用硬件控制器。本公开的一个或多个方面可以体现在计算机可用数据和计算机可执行指令中，诸如由一个或多个计算机（包括监控模块）或其他设备执行的一个或多个程序模块中。通常，程序模块包括例程、程序、对象、组件、数据结构等，它们在由计算机或其它设备中的处理器执行时实行特定的任
务或实现特定的抽象数据类型。计算机可执行指令可以存储在非暂时性计算机可读介质上，诸如硬盘、光盘、可移动存储介质、固态存储器、随机存取存储器（ram）等。如本领域技术人员应当理解的，程序模块的功能可以在各个方面根据期望进行组合或分布。此外，功能可以全部或部分体现在固件或硬件等同物中，诸如集成电路、fpga等。特定数据结构可以用于更有效地实现本公开的一个或多个方面，并且这样的数据结构被认为在本文描述的计算机可执行指令和计算机可用数据的范围内。
30.在一些情况下，所公开的方面可以在硬件、固件、软件或其任意组合中实现。所公开的方面还可以被实现为由一个或多个或非暂时性计算机可读介质承载或存储在其上的指令，所述指令可以被一个或多个处理器读取和执行。这样的指令可以被称为计算机程序产品。如本文所讨论的，计算机可读介质是指可以由计算设备访问的任何介质。作为示例而非限制，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。
31.计算机存储介质是指可以用于存储计算机可读信息的任何介质。作为示例而非限制，计算机存储介质可以包括ram、rom、电可擦除可编程只读存储器（eeprom）、闪速存储器或其他存储器技术、致密盘只读存储器（cd-rom）、数字视频盘（dvd）或其他光盘存储、盒式磁带、磁带、磁盘存储装置或其他磁存储设备，以及以任何技术实现的任何其他易失性或非易失性、可移动或不可移动介质。计算机存储介质不包括信号本身和信号传输的暂时形式。
32.通信介质是指可以用于计算机可读信息的通信的任何介质。作为示例而非限制，通信介质可以包括同轴线缆、光纤线缆、空气或适于电、光、射频（rf）、红外、声或其他类型的信号的通信的任何其他介质。
33.此外，该书面描述参考了特定特征。应当理解，本说明书中的公开内容包括这些特定特征的所有可能组合。例如，在特定方面的上下文中公开了特定特征的情况下，该特征也可以尽可能地在其他方面的上下文中被使用。
34.示例下面提供了所公开技术的说明性示例。所述技术的实施例可以包括下面描述的一个或多个示例以及所述示例的任意组合。
35.示例1是一种测试和测量设备，包括：用户界面；被配置为连接到被测设备的至少一个通道；存储器；以及一个或多个处理器，其被配置为执行使所述一个或多个处理器执行以下各项操作的代码：将第一参数设置为初始第一值，并将第二参数设置为初始第二值；使用初始第一值和初始第二值生成初始眼图；确定所述初始眼图的第一尺寸与目标第一尺寸之间的第一差值，以及所述初始眼图的第二尺寸与第二目标尺寸之间的第二差值；估计下一个第一值以使第一差值为零；将第一参数设置为下一个第一值；生成下一个眼图；重复所述估计、设置和生成，直到最新的下一个眼图的第一尺寸在第一目标尺寸内；将最终第一参数值设置为最新的下一个第一值；当最新的下一个眼图的第二尺寸在第二目标尺寸内时，将最终第二参数值设置为初始第二值；以及根据最终第一参数值和最终第二参数值生成校准信号。
36.示例2是示例1的设备，其中，当最新的下一个眼图的第二尺寸不在第二目标尺寸内时，代码进一步使所述一个或多个处理器：估计下一个第二值以使第二差值为零；将第二参数设置为下一个第二值；生成下一个眼图；重复所述估计、设置和生成，直到最新的下一个眼图的第二尺寸在第二目标尺寸内；以及将最终第二参数值设置为最新的下一个第二
值。
37.示例3是示例2的设备，其中代码进一步使得所述一个或多个处理器将第一尺寸和目标第一尺寸之间的差值设置为恒定值。
38.示例4是示例1至示例3中任一项的设备，其中使所述一个或多个处理器估计第一参数的新的值以使第一差值为零的代码包括使所述一个或多个处理器执行如下各项操作的代码：确定与第一差值和第二差值相关的第一参数和第二参数的改变；以及基于第一参数的改变来估计第一参数。
39.示例5是示例1至4中任一项的设备，其中使所述一个或多个处理器估计第一参数的代码包括使所述一个或多个处理器基于第一参数的改变以及第二参数的改变到第一参数的映射来估计第一参数的代码。
40.示例6是示例1至5中任一项的设备，其中重复仅发生一次，并且最终第二参数值被被设置为初始第二值。
41.示例7是示例1至6中任一项的设备，其中第一参数是差模干扰，并且第二参数是正弦抖动。
42.示例8是示例1至7中任一项的设备，其中第一参数是正弦抖动，第二参数是振幅。
43.示例9是示例1至8中任一项的设备，其中第一参数是随机抖动，第二参数是差模干扰。
44.示例10是一种生成校准信号的方法，包括：将第一参数设置为初始第一值，将第二参数设置为初始第二值；使用初始第一值和初始第二值生成初始眼图；确定所述初始眼图的第一尺寸与目标第一尺寸之间的第一差值，以及所述初始眼图的第二尺寸与第二目标尺寸之间的第二差值；估计下一个第一值以使第一差值为零；将第一参数设置为下一个第一值；生成下一个眼图；重复所述估计、设置和生成，直到最新的下一个眼图的第一尺寸在第一目标尺寸内；将最终第一参数值设置为最新的下一个第一值；当最新的下一个眼图的第二尺寸在第二目标尺寸内时，将最终第二参数值设置为初始第二值；以及根据最终第一参数值和最终第二参数值生成校准信号。
45.示例11是示例10的方法，进一步包括：当最新的下一个眼图的第二尺寸不在第二目标尺寸内时，估计下一个第二值以使第二差值为零；将第二参数设置为下一个第二值；生成下一个眼图；重复所述估计、设置和生成，直到最新的下一个眼图的第二尺寸在第二目标尺寸内；以及将最终第二参数值设置为最新的下一个第二值。
46.示例12是示例11的方法，进一步包括将第一尺寸和目标第一尺寸之间的差值设置为恒定值。
47.示例13是示例10至12中任一项的方法，其中估计第一参数的下一个第一值以使差值为零包括：确定与第一差值和第二差值相关的第一参数和第二参数的改变；以及基于第一参数的改变来估计第一参数。
48.示例14是示例13的方法，其中估计第一参数包括基于第一参数的改变以及第二参数的改变到第一参数的映射来估计第一参数。
49.示例15是示例10至14中任一项的方法，其中重复仅发生一次，并且最终第二参数值被设置为初始第二值。
50.示例16是示例10至15中任一项的方法，其中第一参数是差模干扰，第二参数是正
弦抖动。
51.示例17是示例10至16中任一项的方法，其中第一参数是正弦抖动，第二参数是振幅。
52.示例18是示例10至17中任一项的方法，其中第一参数是随机抖动，第二参数是差模干扰。
53.尽管为了说明的目的已经说明和描述了特定的实施例，但是应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。因此，除了所附权利要求之外，本发明不应受到限制。