David Andres 是 Marvell Semiconductor 公司的一位設(shè)計(jì)工程師,，提出了一種可加快串行/解串器（SerDes）接收器 BER 測試的方法,；Chung Wu 是 Maxim Integrated Products 公司的產(chǎn)品定義師，運(yùn)用眼圖模板來定義 SerDes 接收器的性能,；Christopher J. Loberg 是 Tektronix 公司市場開發(fā)高級經(jīng)理,，利用波形發(fā)生器來創(chuàng)建測試信號。
Andres 花了數(shù)年時間來評估 SerDes 接收器,。在那段時間,，他開發(fā)了一種技巧，使他在測試數(shù)十個器件時,，可以將接收器測試時間從數(shù)小時縮短至數(shù)分鐘,。在為 Marvell 的其他工程師構(gòu)建其他評估系統(tǒng)時，他還發(fā)現(xiàn)了一些簡化測試設(shè)置和降低成本的方法,。
一些客戶要求 Andres 針對低達(dá) 10–18 的 BER（每 1018 個比特的誤碼少于 1 個）進(jìn)行測試,，但大多數(shù)客戶均要求驗(yàn)證每 1012 個比特的 BER。在這些誤碼比率下,，速度為 2.5Gbps 的完整 BER 測試可能需要 6 分 40 秒,。為了獲得 99% 的“不會出現(xiàn)一個比特誤碼”置信度，Andres 需要對每個器件運(yùn)行至少 100 次 BER 測試,，總測試時間超過 11 個小時,。
由于 Andres 一般要為新設(shè)計(jì)、變更的設(shè)計(jì),、需要抽查的設(shè)計(jì)測試多達(dá) 50 個器件,，因此需要縮短測試時間。通過設(shè)置一項(xiàng)提高誤碼出現(xiàn)概率的測試,，Andres 可把每個器件的測試時間縮短至數(shù)秒,。加快的測試為他帶來了足夠的“被測器件（DUT）將達(dá)到可接受的 BER 性能”的置信度,。
添加時序變化
為了加快測試，Andres 為數(shù)據(jù)流添加了數(shù)量受控的時序變化（抖動）,，使抖動與眼圖模板規(guī)范重疊,。在一項(xiàng)應(yīng)用中，他利用 7 比特偽隨機(jī)比特序列（PRBS7）,，在眼圖模板內(nèi)為每 127 個比特產(chǎn)生了 4 個邊沿,。添加的抖動產(chǎn)生了足夠的時序變化來預(yù)測接收器的性能。他還利用了 PRBS23,、PRBS31 和其他比特模式,。
Andres 結(jié)合兩種技巧為串行數(shù)據(jù)流添加受控的抖動：過采樣和混頻。過采樣需使用速度四倍于相關(guān)比特率的模式發(fā)生器,。他使用 10Gbps 模式發(fā)生器來構(gòu)建 2.5Gbps PCI Express（PCIe）Generation 1 數(shù)據(jù)流,。
為了從 10Gbps 信號得到穩(wěn)定的 2.5Gbps 數(shù)據(jù)流，Andres 用 4 個連續(xù)1（或十六進(jìn)制的單個 F）得到了 2.5Gbps 的單個的1比特,，2.5Gbps 的單個 0 比特則是由 10Gbps 的 4 個連續(xù)的 0 比特得到的。然后,，他移動邊沿時序來創(chuàng)建抖動,。
Andres 說：“借助 10Gbps 模式，就能把任何上升沿或下降沿的時序改變 0.25 個單位間隔（UI）,。利用兩個邊沿,，就能為信號添加 0.5 UI 的抖動。還可以在模式中改變最差情形抖動的位置,。測試人員可以檢查許多不同位置,，然后向設(shè)計(jì)師提供反饋，說明模式中的弱點(diǎn)出現(xiàn)在何處,。DUT 在一個方向能處理的抖動比另一個方向高得多,。”
圖 1 展現(xiàn)的是Andres 做法。上方的軌跡表明 2.5Gbps 的 4 個比特（1010）,，沒有添加抖動（邊沿未移動）,。在 10Gbps 時，模式是由十六進(jìn)制 F0F0 表示的,。下方的軌跡是 2.5Gbps 的一系列 4 比特（1,0,0,1）,，但 0 比特和隨后的 1 比特之間的上升沿提前 0.25 UI 出現(xiàn)了。
Andres 的實(shí)現(xiàn)方法是在 10Gbps 利用十六進(jìn)制 1（二進(jìn)制 0001）來代替二進(jìn)制 0000 后接十六進(jìn)制 F（二進(jìn)制 1111）,。通過反復(fù)改變比特模式,，Andres 能在 2.5Gbps 流中創(chuàng)建抖動。
表 1 列出了 Andres 用于開發(fā) PRBS7 模式的代碼,。Pattern Data Line0002 中帶有下劃線的 4 個數(shù)字表示被縮短或延長 0.25 UI 的比特,。例如,，“8”表示前一個比特的延遲下降沿，而“E”表示后一個比特的提前下降沿,。
過采樣過程沒有為 Andres 提供足夠的抖動以達(dá)到測試 PCIe 接收器所需的 0.65 UI 抖動,。圖 2 表明當(dāng)比特邊沿侵入眼圖模板（鉆石）時，就會出現(xiàn)誤碼,。Andres 利用混頻來添加正弦抖動（Sj）,，以便覆蓋其余部分。事實(shí)上,，他能產(chǎn)生足夠的時序變化來完全閉合眼圖,。
圖 2 中標(biāo)明閉合眼圖寬度的光標(biāo)對應(yīng)于比特邊沿之間的 39 皮秒時間，并表示眼圖閉合,。波形上方的直方圖表明邊沿時序的分布,。抖動覆蓋大約 53 皮秒的范圍，抖動的其余 14 皮秒來自數(shù)據(jù)相關(guān)抖動（DDj）和隨機(jī)抖動（Rj）,。Andres 說：“我不喜歡隨機(jī)抖動,，因?yàn)樗茈y量化和調(diào)試。隨機(jī)抖動隨著測量時間的延長而增加,。”