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详述DisplayPort 1.4 Sink物理层一致性测试

2022-05-07 04:55:50

一、DP Sink 测试综述


在上篇(技术文章 | DisplayPort浅析及测试概要)介绍了DisplayPort(DP)的发展历程和相关技术特征,同时,罗列了DP的Source和Sink物理层一致性测试的内容。本篇将着重剖析DP 1.4 Sink一致性测试。



当DP Sink设备作为接收机进行电气一致性测试时,我们需要知道其接收的信号能否正确处理CTS中规定的压力信号。此外,可以进一步确认接收的信号在恶化到什么程度时,会影响其物理层的信号处理。根据DP PHY CTS相关要求,DP Sink设备需要测试其对于抖动的容忍能力。因此就需要有设备能够产生满足协议要求的压力信号,同时使压力信号在同一测试点表现出高度的一致性。在CTS中将此类设备统称为SSG(StressSignal Generator)。




误码测试仪(BERT)通常可以完美满足DP Sink 测试中CTS对于SSG的相关要求,保障一致性测试结果是可靠有效的。进行Sink测试时,Sink 设备的测试点在其连接器上,如图1所示TP2/TP3处。



图1  DP1.4测试点定义



DP Sink 一致性测试包括压力信号校准和误码测试两个部分。压力信号校准,需要额外使用到高性能实时示波器。测试过程中BERT PPG(Pulse Pattern Generator脉冲码型发生器)的输出通过测试通道及测试夹具连接到Sink设备上,同时通过Aux Channel控制器建立与Sink 设备的连接,完成Link Training 和 Error Count的操作。对于压力信号校准和重复繁琐的测试过程,引入自动化软件可以方便的对整个测试系统的控制。如图2所示,以安立公司的测试方案为例,完整的DP Sink 测试需要使用MP1900A BERT、Aux Channel 控制器、GRL自动化测试软件及相应的测试夹具和附件共同完成测试系统搭建,还需要满足要求的实时示波器完成压力信号校准。




图2  基于安立公司MP1900A的 DP1.4 测试系统




二、DP Sink压力信号校准




如上所述,在进行DP Sink 一致性测试前,需要使用高性能示波器在相应测试点进行校准。由于校准包含诸多重复性操作,以及为了避免由于人为误操作引起的校准结果重复性低的问题,自动化软件往往会被引入,帮助测试者完成压力信号的一致性校准工作。校准过程会包含如下2个部分:



1. TP1 校准


TP1校准是对BERT自身性能的校准,方便后续进行压力信号的校准。图3为校准连接:MP1900A BERT输出à实时示波器。




图3  TP1 校准连接



校准项如图4所示,包括有ACCM、RJ、SJ的校准,同时可以测量仪表的RiseTime和Intrinsic TIE,进一步确认仪表能够满足CTS的相关要求。



图4  TP1 校准项目



CTS 对于TP1 校准的指标目标值如表1所示。


表1 TP1 校准目标值



2.    TP2/TP3校准


TP2/TP3 会根据TP1的校准结果进行压力信号校准,校准环境搭建如图5所示。测试会使用到MP1900A 2通道PPG配置,通道1为主要的测试通路,测试连接为仪表输出->ISI通道->测试夹具->示波器。通道2为串扰信号通路,测试连接为仪表输出->1分3功分器->测试夹具->示波器。



图5  TP2 校准连接



图6所示TP2校准项主要包括crosstalk校准、与压力眼有关的ISI校准,不同SJ频点下的TJ校准以及EH校准。





图6  TP2 校准项目



CTS 对于TP2/3 校准的指标目标值如所示。


表2  TP2/3校准目标值



以上校准项需包含DUT所有速率及对应测试点 TP2 / TP3,并对所有待测Lane进行校准。因此为保证高效高重复性的测试结果,自动化校准和测试软件非常必要。



三、DP Sink 测试




校准结束后,保存校准数据,就可以搭建测试环境进行DP Sink 测试,测试环境如图7所示。测试连接整体与校准时保持一致,将夹具部分与Sink 设备的接口连接执行测试。




图7  DP1.4 测试环境




DP Sink 测试,需要使用参考源与Sink 沟通,使待测Sink 设备进入测试模式,之后发送校准好的压力码型(包含RJ、SJ、ISI、crosstalk等),进行误码率的统计。由于DP的设计没有loopback mode,在进行测试时,会通过AUX通道进行DPCD的读取和写入,来判断DP Sink Rx端是否对压力信号进行正确处理。DPCD全称为Display Port Configuration Data,存储于Sink 设备IC内部,用于显示Sink能力(DP版本、Z大速率、通道数目等)。同时,也可以通过对其数据写入,进行Source和Sink间的Link Training。DPCD的部分地址,会记录Sink接收端的Error情况。如图 8所示,在测试时,Sink PHY会有三个状态,状态之间的转变由BERT输出不同的测试Pattern及AUX 通道读取和写入DPCD得到。




图8  DP1.4 测试项目




1) Frequency Lock

此状态主要完成DP Sink 设备传输速率锁定,Lane比对。

2)  Symbol Lock

此状态主要完成DP Sink 设备EQ调整,测试码型对齐。

3) Error Count

此状态验证测试结果,统计误码计数。



BERT在不同状态下的测试Pattern如表3所示。



表3  测试Pattern 总结


依照CTS,完成DP Sink 测试,要求覆盖规定的SJ频点和速率,如表4所示。



表4  DP Sink 一致性测试要求



除了一致性测试,为验证DP Sink设备能力,可进一步进行抖动容限测试,了解DUT对于抖动的实际容忍能力。



四、总结




MP1900A是一款高度一体化的高性能误码仪, 可以直接灵活生成SJ、RJ、SSC、ACCM等压力参数的各速率压力信号,此外,通过配置多通道的PPG,也支持串扰信号的生成。基于安立MP1900A 的DP 1.4测试方案,可灵活搭配业界主流示波器品牌进行全自动校准和测试,极大提高测试者的测试效率,降低用户的测试投入。同时,MP1900A的硬件具备了通过软件升级直接支持DP 2.0测试能力。



参考文档:

ESA DisplayPort 1.4a PHY LayerCompliance Test Specification (PHY CTS), Version 1.4, Revision 1.0, 27 July2018



编著者:范铎 | 安立公司 高级工程师

注:文章转自  安立通讯科技Anritsu  公众号  如有侵权,联系我司删除。 

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