Keysight物理层测试系统和UXR系列示波器,助力高性能AI芯片的互联通道测试和信号质量测试

2019-02-21 Keysight

高性能AI芯片往往需要几块甚至很多块芯片协同工作,以达到更好的算力。当然,芯片之间的高速信号传输带来对信号质量的更高要求。因此,这篇文章中主要介绍高性能 AI 芯片的互联通道测试和信号质量测试。


高速互联通道分析平台

高速 PCB、连接器、背板、电缆等是承载高性能 AI 芯片互联的基础。下图是 Google 公司的基于 TPU 的 AI 计算集群,可以看到,其由大量高速的电缆、背板连接在一起。


对于这些非常高速的 PCB、连接器、电缆,甚至芯片封装来说,由于制作工艺及综合设计等原因,可能会造成实物与仿真期望的不符,所以细致的实物性能验证必不可少。


Keysight 公司不但提供了传统的 TDR/TDT(时域反射/时域传输)以及矢量网络分析仪(VNA),还针对信号完整性的应用,专门推出了基于 TDR/TDT(时域反射/时域传输)以及矢量网络分析仪(VNA) 的物理层测试系统(Physical Layer Test System– PLTS)。


基于矢量网络分析仪(VNA)的测试系统大大提高了带宽、幅度和相位精度、相位稳定性、动态范围(信噪比)和先进的校准技术。在很多情况下高动态范围是非常重要的,使用大的动态范围就有可能把非常低的信号串扰测试出来,对于差分器件来说高的动态范围可以识别非常小的模式转换,如由于差分器件设计不对称造成差分信号转换成共模干扰。


而 PLTS(物理层测试系统)扩展了 VNA 的分析功能,其可实现的主要功能包括以下几个方面:

1、频域差分/单端 S 参数测试,阻抗测试,通过去嵌入功能,得到被测件的真实参数;

2、时域单端/差分 TDT/TDR 抗测量;

3、前向、反向测试,传输,反射测量,单端,差模,共模和模式转换测量;

4、TDR 或 VNA 测得的数据与 PLTS 的虚拟眼图发生器产生的码型进行卷积运算得出仿真眼图。


高速信号质量验证平台

无源阶段的测试完成后,进入下一个研发阶段,将相应芯片等器件安装 在电路板上,建立起可工作的系统之后,可采用 Keysight 的高带宽数字示波器对实际的活的信号进行测试分析,包括波形参数测量,抖动测量,一致性测量等。若是针对大量的信号如高速并行总线需要同时测试,Keysight 的高速逻辑分析系统可对总线进行眼图扫描和分析,观察总线及每个通道的眼图质量。


高带宽实时采样数字示波器是用于在时域观察高速信号波形质量的必不可少的工具。Keysight公司推出的UXR系列示波器,由于创新地采用了 InP 材料,使其硬件带宽高达110GHz;是业内最高硬件带宽的实时示波器;而且其革命性的 10bit、256Gsa/s ADC 技术,使得其在高速采样的同时底噪声比传统示波器下降10个dB 左右,同时时钟抖动只有 30fs,特别适合与高速总线的测量。



UXR高速示波器的主要特点有:

1、实时示波器带宽做到 110GHz。InP 材料高反向击穿电压的特点提供了更高可靠性和抗 ESD 能力。

2、最低的底噪声:创新的 10bit ADC 技术,底噪声约为其它 8bit 示波器相同带宽的1/3左右。

3、最大采样率256G/s:在提高采样率的同时减少时钟抖动,抖动测量本底做到 30fs。

4、最大内存深度2G样点:最深的存储深度,是业内最高水平的的4~5倍。

5、提供 30GHz 的探头:业内最高带宽的探头。独有的频响校准技术可直接修正由于电缆、探头频响带来的误差。同时提供精准的快沿信号发生器用于计量。

6、丰富灵活的应用软件。可以在线分析,也可以离线分析。

7、易于使用的曾获业界大奖的基于的用户界面,同时可以提供脱机的信号分析软件;

8、针对高速总线的分析和一致性测试,提供了多种分析软件,包括:抖动分析软件(常用型,先进型),高速串行数据分析软件(SDA),PCI-E 3.0/4.0/5.0, CCIX、NvLink、USB3.0/3.1 等多种信号分析功能。

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  • 九州同路人 Lv7. 资深专家 2019-08-16
    学习学习
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