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2004 ADMF安捷伦数位量测论坛纪实
数位高速与设计除错共舞

【作者: 廖專崇】2004年11月04日 星期四

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来势汹汹的艾利台风,就在8月底直扑台湾而来,造成严重的灾情不消说,原本已箭在弦上的2004 ADMF安捷伦数位量测论坛,也因为两天的台风假而行程大乱,使得主办单位大费周章的将活动顺延到10月5日与7日,分别在台北富邦国际会议中心与新竹交通大学电子与资讯研究中心举行。在活动举行当天,却也没有因为延期而使得场面变得冷清,可见此论坛的议题内容受业界重视的程度。


ADMF「安捷伦数位量测论坛」亚太区总召集人及发起人NK Chari表示,第一届亚太区ADMF已陆续在韩国、新加坡、上海与北京举办,吸引超过3000名专业人士参与,而台湾的活动则获得最多厂商共襄盛举,包括Denali Software、Intel、Microchip、Rambus、Samsung、Xilinx、百佳泰电脑等。


台北的活动共吸引了500多名产业界人士参与,除了论坛的主要议题之外,主办单位Agilent(安捷伦科技)也借此发表最新的13 GHz最大即时频宽和40 GSa/s最大取样率示波器与探测系统。能协助工程人员顺利完成高速序列汇流排、RF和无线产品以及其他超高速电子产品的设计。而这场由安捷伦主办的技术盛会未来将每年定期举办,期待为亚太地区的电子产业带来更多成长的动能。


高速序列设计与除错

随着数位技术的持续发展,从最上游的IC到整体系统的设计都不断面临各种新的挑战。讯号的传输从平行到高速序列技术的演变及提升,或许是往后高科技产业的厂商都必须面对的难题。信号完整性、序列解码与抖动,则是设计人员与工程师必须克服的一些重要的技术问题。在这个场次中,安捷伦、Rambus、Denali、Intel和Samsung等厂商就序列设计与除错的一些重要议题深入探讨;涵盖的范围从设计、模拟到规格符合度测试。


由安捷伦主讲的Gbps背板信号完整性的设计、模拟与测试,介绍传输线效应、阻抗匹配及回返路径的不连续性等基本概念。接着讨论如何在建立原型之前准确地预测设计的信号品质,并回顾模拟结构和目前可用的信号完整性分析工具。而Rambus担纲主流平台的PCI Express PHY设计需求,PCI Express和Serial ATA等新兴高速介面的混合信号特性,对设计来说是一大挑战。为达到各种系统环境的电气需求,PHY必须提供超低的随机抖动、良好的晶片基底杂讯免疫力、以及可程式输出漂动等。在测试部份,Agilent也以PCI-Express和DDR333为例来除错高速汇流排的信号完整性的主题,进一部说明这部份的技术重点。


在PCI-Express协定认证测试部分,则由Intel与参加的业界人士来分享,PCI-Express具备与PCI机种的软体向下相容性,但为了达到提升及扩充的目标,PCI中的基础层次和模式都已经过改造,这时必须使用适当的工具来确保这些新的层次能够正确地实作。 Denali Software则再就高速介面的预先矽晶片验证IP做深入的剖析,介绍PCI Express的一些难以验证的特性,并说明如何利用PureSpec的来处理这些问题,使设计合乎规格并能够与其他制造商的产品达到相互操作性。


而随着SerDes等数位元件的资料速率和复杂度的不断提高,抖动测试在开发的过程中所扮演的角色也越来越吃重,Agilent借分析1~10 Gbps连接的数位抖动及其成分,介绍分析抖动特性、将抖动分解成次抖动成分以及利用各种工具来加速产品上市的技巧。而为因应多样化的记忆体应用,市面上出现许多高速DRAM产品。 Samsung的高速DRAM技术的发展趋势讨论DRAM的应用与发展趋势,包括速度、密度、操作电压、介面的开发、核心效能与封装。


嵌入式系统设计与除错

近年来,嵌入式系统的演进使得设计复杂度提高,当然速度也大幅提升。此外,FPGA与标准序列汇流排的采用也是两大趋势。在这个场次中,安捷伦、Xilinx、Microchip和NSTL讨论嵌入式系统的各种设计与测试问题;涵盖的内容从FPGA和MCU的整合,到CAN、I2C、SPI、USB、USB-OTG、1394和DVI/ HDMI等标准汇流排。


Xilinx就以FPGA技术的发展为题,透过FPGA新架构的介绍,说明新架构的技术优势与特点。除此之外,FPGA验证与除错技术的革新也随着架构的发展而成长,Agilent就介绍如何运用FPGA动态测试探棒和MSO混合信号示波器的组合,以节省除错时间。


Controller Area Network(CAN)汇流排标准,是为达到汽车电子系统的需求而开发的,不过,它对于非汽车领域的其他应用也很有帮助。 Microchip以CAN开发技术为题,介绍在汽车市场及汽车市场以外的各种汇流排应用中,CAN汇流排的一些重要功能。另外,数位电位计比机械式电位计拥有更多的优点,其程式化能力,可以迅速而可靠地变更偏移、增益和电压参考电路。但数位电位计全然不同的零件及温度系数,则是最常被诟病之处。Microchip以电位计的可靠替代方案──数位电位计为题,说明如何透过设计让问题迎刃而解。


I2C、SPI和CAN等序列汇流排,是嵌入式系统中常用的通讯汇流排。在微控制器、ADC/DCA或记忆体电路中,经常都会用到I2C、SPI和CAN。负责实作这些电子装置的工程师,必须验证晶片和/或元件间的交互作用。 Agilent介绍使用MSO混合信号示波器来执行I2C、SPI和CAN协定的触发与解码,讨论MSO混合信号示波器如何协助设计师缩小问题的范围、直接解码信号协定以及执行必要的信号完整性量测。


在消费性电子产品中包含许多序列通讯汇流排,像IEEE 1394a/b、DVI、HDMI和USB的使用已经愈见普遍。在除错消费性电子产品的序列汇流排(1394、DVI/HDMI、USB)这场报告中,Agilent讨论以上每一种技术,并说明如何针对这些技术来执行认证测试。另外,百佳泰电脑则更进一步以USB 2.0和USB-OTG的认证测试为题,介绍USB 2.0和USB-OTG的认证测试来说明必须执行的工作,同时也简单介绍认证测试的程序,并分享在这方面的经验。


高频示波器与探测系统

示波器是电子量测工作中应用最广泛也最普遍的工具,Agilent发展示波器的起步相较于其他公司是比较落后的,该公司设计验证部门副总裁Ron Nersesian表示,该公司在大约三年前才发表2.25GHz的示波器产品,两年前进一步发表6GHz的产品,产品的测试频率与竞争对手相较也都还有部分差距,直到本次发表13GHz最大即时频宽和40 GSa/s最大取样率示波器与探测系统,不仅超越10GHz量测频宽,也超越竞争对手的产品。能完成高速序列汇流排、RF和无线产品以及其他高速电子产品的设计。


台湾的研发设计能力在亚洲地区相当领先,而在进入高速数位设计时代,量测需求也同样大幅提升,Ron Nersesian该公司的新产品符合下一世代的需求,短时间内不会再开发更高阶的产品,反而是著眼于功能的强化与产品线的完整性上。而在市场需求部份,由于最近几年许多国际大厂纷纷在台湾设立研发中心,投入更多的资源并开发更高阶的技术,最近二~三年,其运作能量更是明显提升,所以在高频产品上的需求也越来越强劲,Agilent对于此系列产品在台湾的市场也相当有信心。


过去,示波器仅8 GHz的最大即时频宽,如今13 GHz的即时频宽,比旧型产品高出50%以上。对高速电子产品设计师来说,将可拥有更​​高的信号真实度、更准确而可靠的量测以及更佳的测试边限。该系列也提供各种不同的套装软体,让示波器能够配合特殊的量测需求,包括第二代抖动分析、含8b/10b解码的序列资料分析等,另外还针对PCI Express、Ethernet、DVI、HDMI、 Fibre Channel、FBD and SATA等标准提供许多认证测试软体。这些套装软体可协助设计师依据自己特殊的测试需求,迅速地找出问题及加以解决。


结语

高科技市场的发展让研发设计人员的压力倍增,消费性的走向也让产品生命周期不断缩短,市场上时时都有新技术、刻刻都有新产品,所以对于产品开发人员来说,需要不断充实新知识、方法与观念的需求也越来越高,「ADMF安捷伦数位量测论坛」就是在这样的想法之下诞生的,其内涵便是知识分享,对于正站在十字路口的国内高科技产业来说,必然也有相当的引导与帮助,只有更多厂商的支持、业界人士的参与,才可以形成风气,进而转化成我国高科技产业的力量,摆脱眼前的困境与不安。


相关组织网站
ADMF圆满落幕,安捷伦13 GHz即时示波器崭新登场
安捷伦在京、沪、深举办ADMF论坛,聚焦数位电路测试
安捷伦数位测试论坛成功实现数位电路与嵌入式系统的设计
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