專利名稱：外接卡接收信號靈敏度的測量裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號靈敏度的測量裝置與方法，特別是一種采用高速外圍部件互連總線規(guī)范的外接卡接收信號靈敏度的測量裝置與方法。
背景技術(shù)：
高速外圍部件互連總線(Peripheral Component Interconnect Express，簡稱PCI Express)是新一代的輸入輸出接口規(guī)范，其設(shè)備和設(shè)備之間采用點對點傳輸，連接在PCI Express總線上的各個設(shè)備單獨享有一條總線的所有帶寬，能夠避免各個設(shè)備之間為爭奪總線帶寬所導(dǎo)致的系統(tǒng)性能下降。
PCI Express的結(jié)構(gòu)包括三層最底下為實體層(Physical Layer)，接著是數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)，最上面則是交易層(Transaction Layer)，每一層都需要使用合適的儀器來驗證和檢查其完善性。在實體層上，一般會使用碼型產(chǎn)生器/錯誤檢測器以及示波器來檢查信號的完整性，并進行適當?shù)奈徽`碼率測量。這種測量主要用于測試PCI Express傳送端所傳送的信號的位誤碼率。
中國臺灣《通訊》雜志第118期在《PCI Express作業(yè)與研發(fā)環(huán)境需求》一文中介紹了一種驗證實體層完善性的裝置。在認證測試端，其提供認證測試負載板(Compliance Load Board)和認證測試基板(Compliance Base Board)，透過電纜和示波器直接連接。認證測試要求示波器將擷取的波形以.CSV或.TSV檔案模式儲存，加載測試軟件，軟件便會自動完成PCI Express規(guī)范中的實體層測試項目。認證測試負載板為一張PCI Express外接卡，提供主機板PCI Express實體層認證測試。認證測試基板仿真PCI Express系統(tǒng)，應(yīng)用于PCI Express外接卡認證測試。這種認證測試基板亦僅在于測試外接卡的傳送能力，若要完成接收器測量，還需要一臺最少2.5Gpbs的脈沖數(shù)碼產(chǎn)生器。PCI Express規(guī)范內(nèi)有訓練碼(Training Sequence)測量協(xié)議，芯片接收器必需在接收到定義的訓練碼時，由發(fā)射器端輸出正確的訓練碼。脈沖數(shù)碼產(chǎn)生器除了是PCI Express訓練碼發(fā)射源外，還可以利用改變信號的電氣特性(振幅，抖動等)，來進行接收器的各種壓力測試，完成所有接收器所需的相關(guān)測試。前述裝置需要利用一部額外的脈沖數(shù)碼產(chǎn)生器，而且其利用訓練碼測量協(xié)議，傳送端只會送出特定的訓練碼。
現(xiàn)行PCI Express規(guī)范中給出了外接卡接收信號的靈敏度規(guī)范，如最大抖動水平，設(shè)定解強時的最小輸出電壓水平，無設(shè)定解強時的最小輸出電壓水平及最大解強水平。數(shù)字信號0與1轉(zhuǎn)換瞬間的電壓水平稱為輸出電壓水平，非狀態(tài)轉(zhuǎn)換的電壓水平與狀態(tài)轉(zhuǎn)換間的電壓水平比值稱為解強水平，從外界加入給外接卡的抖動成份稱為抖動水平。只要測量這些參數(shù)，即可獲知PCIExpress規(guī)范所定義的接收信號靈敏度。但現(xiàn)行PCI Express規(guī)范沒有給出具體的測量裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容鑒于以上技術(shù)內(nèi)容，有必要提供一種測量裝置與方法，用以測量采用高速外圍部件互連總線規(guī)范的外接卡接收信號的靈敏度。
一種外接卡接收信號靈敏度的測量裝置，所述外接卡采用高速外圍部件互連總線(PCI Express)規(guī)范，所述測量裝置包括一計算機和一控制板，所述計算機的輸出入接口與所述控制板相連，所述控制板與所述外接卡的PCIExpress互連接口相連，所述外接卡的輸出入接口與所述計算機的輸出入接口相連，所述控制板包括一編碼電路、一并行轉(zhuǎn)串行電路、一輸出緩沖電路、一混合器、一抖動產(chǎn)生器、一輸入緩沖電路、一串行轉(zhuǎn)并行電路及一解碼電路，所述編碼電路用于將所述計算機輸出的若干隨機數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成匹配所述PCI Express互連接口的若干并行信號，所述并行轉(zhuǎn)串行電路與所述編碼電路相連，用于將所述并行信號轉(zhuǎn)換成若干串行信號，所述輸出緩沖電路與所述并行轉(zhuǎn)串行電路相連，用于將所述串行信號轉(zhuǎn)換成于實體層運行的若干高速仿真信號，所述混合器連接于所述輸出緩沖電路與所述外接卡之間，用于將所述高速仿真信號與一抖動水平混合后產(chǎn)生內(nèi)含抖動成份的若干模擬信號給所述外接卡，所述抖動產(chǎn)生器與所述混合器相連，用于提供所述抖動水平，所述輸入緩沖電路與所述外接卡相連，所述外接卡將所述模擬信號回傳給所述輸入緩沖電路，所述輸入緩沖電路輸出若干串行信號，所述串行轉(zhuǎn)并行電路與所述輸入緩沖電路相連，用于將所述輸入緩沖電路輸出的串行信號轉(zhuǎn)換成若干并行信號，所述解碼電路與所述串行轉(zhuǎn)并行電路相連，用于將所述串行轉(zhuǎn)并行電路輸出的并行信號轉(zhuǎn)換成若干數(shù)字信號輸入至所述計算機。
一種外接卡接收信號靈敏度的測量方法，所述外接卡采用高速外圍部件互連總線規(guī)范，所述測量方法包括(1)設(shè)置一控制板，使所述所述控制板與一計算機的輸出入接口相連，所述控制板與所述外接卡的PCI Express互連接口相連，所述外接卡的輸出入接口與所述計算機的輸出入接口相連；(2)通過所述計算機的底層軟件將所述外接卡設(shè)定為覆送狀態(tài)；(3)通過所述計算機的底層軟件設(shè)定一抖動水平初始值、一輸出電壓水平初始值和一解強水平初始值；(4)所述計算機發(fā)送若干信號至所述控制板，由所述控制板傳送至所述外接卡，所述外接卡將接收的信號回傳給所述控制板，再由所述控制板傳送至所述計算機；(5)調(diào)整出所述計算機接收的信號與其發(fā)送的信號不相符時的最大抖動水平，最小輸出電壓水平和最大解強水平，記錄為所述外接卡接收信號靈敏度。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，所述外接卡接收信號靈敏度的測量裝置利用外接卡處于覆送狀態(tài)時收發(fā)信號的特點，并通過所述計算機和控制板來調(diào)整外接卡接收信號靈敏度的相關(guān)參數(shù)，從而獲知外接卡接收信號靈敏度。

圖1為本發(fā)明較佳實施方式的外接卡接收信號靈敏度的測量裝置的連接示意圖。
圖2為圖1的控制板電路框圖。
圖3為本發(fā)明較佳實施方式的外接卡接收信號靈敏度的測量方法的流程圖。
具體實施方式圖1為本發(fā)明較佳實施方式的外接卡接收信號靈敏度的測量裝置的連接示意圖，其包括一計算機20，一控制板30及一外接卡40。所述計算機20控制測試運行，并負責進行測試調(diào)整；所述外接卡40采用PCI Express規(guī)范，所述外接卡40包括一輸出入接口和一內(nèi)建的PCI Express互連接口(圖未示)。所述計算機20的輸出入接口(圖未示)與所述控制板30相連，所述控制板30與所述外接卡40的PCI Express互連接口相連，所述外接卡40的輸出入接口與所述計算機20的輸出入接口相連。
圖2為圖1的控制板30電路框圖。所述控制板30包括一編碼電路31，一并行轉(zhuǎn)串行電路32，一輸出緩沖電路33，一混合器34，一抖動產(chǎn)生器35，一輸入緩沖電路36，一串行轉(zhuǎn)并行電路37及一解碼電路38。所述計算機20發(fā)送隨機數(shù)字信號，包括8位的數(shù)據(jù)信號和4位的控制信號，作為所述編碼電路31的輸入，所述編碼電路31將所述隨機數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成匹配所述PCIExpress互連接口的并行信號。由于計算機傳統(tǒng)的總線為并行信號，新的高速信號為提升傳輸效率，并減少布線面積，因此開始走向串行總線的規(guī)范，故必需進行并行至串行的轉(zhuǎn)換。所述并行信號經(jīng)所述并行轉(zhuǎn)串行電路32轉(zhuǎn)換成串行信號。所述串行信號作為一種高速數(shù)字信號，很難在實際的傳輸環(huán)境下不失真地運行，故需將所述串行信號轉(zhuǎn)換為仿真信號。所述串行信號輸入至所述輸出緩沖電路33，所述輸出緩沖電路33將所述串行信號轉(zhuǎn)換成于實體層運行的高速仿真信號。所述輸出緩沖電路33包括若干寄存器，可以通過所述計算機20的底層軟件，如基本輸入輸出系統(tǒng)設(shè)定所述寄存器，來調(diào)整與PCIExpress靈敏度規(guī)范相關(guān)的輸出電壓水平、解強水平等參數(shù)。所述混合器34連接于所述輸出緩沖電路33與所述外接卡40的PCI Express互連接口之間，將所述高速仿真信號與所述抖動產(chǎn)生器35產(chǎn)生的一抖動相混合，輸出內(nèi)含抖動成份的模擬信號給所述外接卡40。在測試中為了測量外接卡所能容許的抖動量，故加入抖動的成份。
通過所述計算機20的基本輸入輸出系統(tǒng)將所述外接卡設(shè)置成覆送狀態(tài)，所述外接卡40處于覆送狀態(tài)時，能將接收的信號即時發(fā)送出去。故所述外接卡40收到所述混合器34輸出的模擬信號后，即時發(fā)送出高速模擬信號至所述輸入緩沖電路36，所述輸入緩沖電路36將所述高速模擬信號轉(zhuǎn)換成串行信號輸出至所述串行轉(zhuǎn)并行電路37，由所述串行轉(zhuǎn)并行電路37輸出并行信號，所述解碼電路38將所述并行信號解碼成8位的數(shù)據(jù)信號和4位的控制信號至所述計算機20。
圖3為本發(fā)明較佳實施方式的外接卡接收信號靈敏度的測量方法的流程圖。步驟1，將上述外接卡接收信號靈敏度的測量裝置連接好后，啟動所述計算機20；步驟2，通過所述計算機20的底層軟件將所述外接卡40設(shè)定為覆送狀態(tài)；步驟3，通過所述計算機20的底層軟件設(shè)定一抖動水平初始值為0(初始值為零表示無抖動，測試者亦可依自己經(jīng)驗設(shè)定初始值，以減少測試時間)、一輸出電壓水平初始值為1200mv，和一解強水平初始值為0；步驟4，由所述計算機20發(fā)送隨機數(shù)字信號至所述控制板30，所述控制板30將所述隨機數(shù)字信號轉(zhuǎn)換后傳送至所述外接卡40，所述外接卡40將接收的信號回傳給所述控制板30，再由所述控制板30轉(zhuǎn)換后傳送至所述計算機20；步驟5，由所述計算機20比較接收的信號與其發(fā)送的信號是否相符，若相符則增加抖動水平并且進入所述步驟4，若不符，進入步驟6；步驟6，記錄所述抖動水平，減少所述輸出電壓水平；步驟7，由所述計算機20發(fā)送隨機數(shù)字信號至所述控制板30；步驟8，由所述計算機20比較接收的信號與其發(fā)送的信號是否相符，若相符則減少所述輸出電壓水平并且進入所述步驟7，若不符，進入步驟9；步驟9，記錄所述輸出電壓水平，增加解強水平；步驟10，由所述計算機20發(fā)送隨機數(shù)字信號至所述控制板30；步驟11，由所述計算機20比較接收的信號與其發(fā)送的信號是否相符，若相符則增加所述解強水平并且進入步驟10，若不符，進入步驟12；步驟12，記錄前述步驟中所調(diào)整出來的最大抖動水平，無設(shè)定解強水平時的最小輸出電壓水平和最大解強水平。
無設(shè)定解強水平時的最小輸出電壓水平與設(shè)定解強水平時的最小輸出電壓水平滿足以下關(guān)系式T＝20log10(V1/V2)其中，V1為設(shè)定解強水平時的最小輸出電壓水平，V2為無設(shè)定解強水平時的最小輸出電壓水平，T為最大解強水平，根據(jù)所調(diào)整出來的無設(shè)定解強水平時的最小輸出電壓水平和最大解強水平以及上述關(guān)系式可以得出設(shè)定解強水平時的最小輸出電壓水平。有經(jīng)驗的測試者也可以在所述步驟3將解強水平初始值設(shè)定為其它值，先求出設(shè)定解強水平時的最小輸出電壓水平，再根據(jù)上述關(guān)系式求出無設(shè)定解強水平時的最小輸出電壓水平，如此可以節(jié)約測量時間。
上述步驟首先調(diào)整出所述計算機20接收的信號與其發(fā)送的信號不相符時的最大抖動水平，然后調(diào)整出所述計算機20接收的信號與其發(fā)送的信號不相符時的最小輸出電壓水平，再調(diào)整出所述計算機20接收的信號與其發(fā)送的信號不相符時最大解強水平，并將所述最大抖動水平、最小輸出電壓水平和最大解強水平作為所述外接卡40接收信號靈敏度的參數(shù)，這些參數(shù)的調(diào)整次序也可以調(diào)換，并不會影響靈敏度測量的效果。
權(quán)利要求
1.一種外接卡接收信號靈敏度的測量裝置，所述外接卡采用高速外圍部件互連總線(PCI Express)規(guī)范，所述測量裝置包括一計算機和一控制板，所述計算機的輸出入接口與所述控制板相連，所述控制板與所述外接卡的PCIExpress互連接口相連，所述外接卡的輸出入接口與所述計算機的輸出入接口相連，所述控制板包括一編碼電路，用于將所述計算機輸出的若干隨機數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成匹配所述PCI Express互連接口的若干并行信號；一并行轉(zhuǎn)串行電路與所述編碼電路相連，用于將所述并行信號轉(zhuǎn)換成若干串行信號；一輸出緩沖電路與所述并行轉(zhuǎn)串行電路相連，用于將所述串行信號轉(zhuǎn)換成于實體層運行的若干高速仿真信號；一混合器，其連接于所述輸出緩沖電路與所述外接卡之間，用于將所述高速仿真信號與一抖動水平混合后產(chǎn)生內(nèi)含抖動成份的若干模擬信號給所述外接卡；一抖動產(chǎn)生器與所述混合器相連，用于提供所述抖動水平；一輸入緩沖電路與所述外接卡相連，所述外接卡將所述模擬信號回傳給所述輸入緩沖電路，所述輸入緩沖電路輸出若干串行信號；一串行轉(zhuǎn)并行電路與所述輸入緩沖電路相連，用于將所述輸入緩沖電路輸出的串行信號轉(zhuǎn)換成若干并行信號；一解碼電路與所述串行轉(zhuǎn)并行電路相連，用于將所述串行轉(zhuǎn)并行電路輸出的并行信號轉(zhuǎn)換成若干數(shù)字信號輸入至所述計算機。
2.如權(quán)利要求1所述的外接卡接收信號靈敏度的測量裝置，其特征在于所述計算機輸出的隨機數(shù)字信號包括數(shù)據(jù)信號和控制信號。
3.如權(quán)利要求1所述的外接卡接收信號靈敏度的測量裝置，其特征在于所述輸出緩沖電路包括若干寄存器，通過所述計算機的底層軟件設(shè)定所述寄存器，來調(diào)整與PCI Express靈敏度規(guī)范相關(guān)的輸出電壓、解強水平等參數(shù)。
4.一種外接卡接收信號靈敏度的測量方法，所述外接卡采用高速外圍部件互連總線(PCI Express)規(guī)范，所述測量方法包括(1)設(shè)置一控制板，使所述所述控制板與一計算機的輸出入接口相連，所述控制板與所述外接卡的PCI Express互連接口相連，所述外接卡的輸出入接口與所述計算機的輸出入接口相連；(2)通過所述計算機的底層軟件將所述外接卡設(shè)定為覆送狀態(tài)；(3)通過所述計算機的底層軟件設(shè)定一抖動水平初始值、一輸出電壓水平初始值和一解強水平初始值；(4)所述計算機發(fā)送若干信號至所述控制板，由所述控制板傳送至所述外接卡，所述外接卡將接收的信號回傳給所述控制板，再由所述控制板傳送至所述計算機；(5)調(diào)整出所述計算機接收的信號與其發(fā)送的信號不相符時的最大抖動水平，最小輸出電壓水平和最大解強水平，記錄為所述外接卡接收信號靈敏度。
5.如權(quán)利要求4所述的外接卡接收信號靈敏度的測量方法，其特征在于所述步驟(5)包括(51)調(diào)整出所述最大抖動水平；(52)調(diào)整出所述最小輸出電壓水平；(53)調(diào)整出所述最大解強水平。
6.如權(quán)利要求5所述的外接卡接收信號靈敏度的測量方法，其特征在于所述步驟(51)包括所述計算機比較接收的信號與其發(fā)送的信號是否相符，若相符則增加抖動水平，進入所述步驟(4)，若不符，則記錄所述抖動水平，減少所述輸出電壓水平。
7.如權(quán)利要求5所述的外接卡接收信號靈敏度的測量方法，其特征在于所述步驟(52)包括(a)所述計算機發(fā)送若干信號至所述控制板；(b)所述計算機比較接收的信號與其發(fā)送的信號是否相符，若相符則減少所述輸出電壓水平，進入所述步驟(a)，若不符，則記錄所述輸出電壓水平，增加所述解強水平。
8.如權(quán)利要求5所述的外接卡接收信號靈敏度的測量方法，其特征在于所述步驟(53)包括(c)所述計算機發(fā)送若干信號至所述控制板；(d)所述計算機比較接收的信號與其發(fā)送的信號是否相符，若相符則增加所述解強水平，進入所述步驟(c)，若不符，則記錄所述解強水平。
9.如權(quán)利要求4或5所述的外接卡接收信號靈敏度的測量方法，其特征在于所述最小輸出電壓水平為無設(shè)定解強水平時的最小輸出電壓水平。
10.如權(quán)利要求4或5所述的外接卡接收信號靈敏度的測量方法，其特征在于所述最小輸出電壓水平為設(shè)定解強水平時的最小輸出電壓水平。
全文摘要
一種外接卡接收信號靈敏度的測量裝置與方法，所述外接卡采用高速外圍部件互連總線規(guī)范，所述裝置包括一計算機和一控制板，所述控制板包括一編碼電路、一并行轉(zhuǎn)串行電路、一輸出緩沖電路、一混合器、一抖動產(chǎn)生器、一輸入緩沖電路、一串行轉(zhuǎn)并行電路及一解碼電路，所述方法通過所述計算機的底層軟件將所述外接卡設(shè)定為覆送狀態(tài)并設(shè)定一抖動水平初始值、一輸出電壓水平初始值和一解強水平初始值，由所述計算機發(fā)送若干信號至所述控制板，然后調(diào)整出所述計算機接收的信號與其發(fā)送的信號不相符時的最大抖動水平，最小輸出電壓水平和最大解強水平，記錄為所述外接卡接收信號靈敏度。
文檔編號G06F11/267GK1877541SQ200510035299
公開日2006年12月13日 申請日期2005年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月10日
發(fā)明者許壽國 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司