示波器实现高速全方位分析

　　在高速信号调试时工程师必须首先调试并验证其设计是否符合物理层规范。对于现代的高速串行系统，系统之间的协调工作显得更为突出，协议间的任何冲突也会导致整个系统出现问题，因此分析物理层和链路层往往还是不够的，还必须要对系统的协议层进行分析，这时往往需要用到专用的协议分析仪。本文将为大家重点介绍力科示波器针对高速串行信号物理层、链路层和协议层的解决方案。

　　高速信号的传输过程分析

　　为了确保较好的信号传输质量，高速串行数据信号在传输之前往往需要进行相应的编码处理，如下图1所示即为串行信号简单的传输过程，在发送端信号先进行Scrambler和8b/10b编码处理，处理后的信号经过传输链路传输后进入接收端后还需要进行10b/8b和Scrambler的解码处理。我们观察信号都需要在传输链路上进行观察，因此观察到的是编码后的加扰信号和10b信号。

　　图1 串行信号简单的传输过程

　　8b/10b编码是当前大部分高速串行信号都使用的一个非常通用的编码方式。如SATA、PCIE GEN1/2均使用8b/10b编码方式。使用8b/10b编码可以确保电路的DC平衡(使得0电平和1电平的密度保持平衡)，这样系统可以更加准确的从数据中恢复出理想时钟，也可以有效的减小码间干扰抖动，尽可能的减小系统出错的概率。另外，通常8位代表一个数据位，如果所有位都用来表示数据，那么将没有多余的位来进行码型的同步，因此8b/10b编码的另外一个好处是可以提供多余的位来作为同步码，如常见的K28.5、K28.3等码型。图2为一个8b/10b的示例：

　　图2 8b/10b解码

　　数据的比特位从8位增加到了10位，原数据位中出现较少的电平特性经过编码后得到了增加。

　　图3为对信号传输链路上采集到的信号的解码过程。使用示波器可以直接观察到图3最上端的物理层波形，如果要观察到10b解码信息和Scramble解码信息，则需要使用示波器厂家提供的专用的高速串行信号解码分析软件。

　　图3 串行信号解码示例

　　进一步进行解析，即可得到协议层的信息，如图4所示。

　　图4 串行数据的协议层信息