高速数字传输链路：信号完整性与测试策略演变

高速数字传输链路测试在当今信息技术领域扮演着关键角色，随着信号速率从Gbps提升至数十Gbps，甚至达到100Gbps级别的全差分串行化，工程师们面临的新挑战不再仅仅是早期的趋肤效应问题，而是转向了介质损耗和信号完整性问题，如抖动等。信号传输链路，作为系统中的核心组件，对于保证信号有效传输至关重要。 设计阶段，从规范定义和芯片级设计开始，严格的裕度分配被应用到整个传输系统中，确保各个部分能承受潜在的性能波动。信号传输链路的设计不仅限于传统的单板PCB，还扩展到了长电缆，如HDMI、USB3.x和DisplayPort等外部接口标准，以及更长走线的背板，如100G-KR，这些都体现了对高速传输性能的需求。 以PCIe 3.0为例，板内高速差分信号的传输测试通过复制链路（Replica Channel）进行，它是在 Breakout Channel附近设计出具有相似线路特性（如叠层和阻抗控制）的额外链路，用于提取信号参数，然后通过去嵌技术将测试结果映射回设备管脚。而在外部接口标准中，如USB 2.0，测试点TP2和TP3分别对应主机和设备的发送端，测试方法随标准更新，从USB 2.0时代的四个测试点变为适应更长电缆传输的新策略。 图1展示了PCIe 3.0 Base规范中关于TX测试点的位置和方法，而图2则展示了USB 2.0时代的测试点定义，这表明随着技术的发展，测试手段也在不断进化以应对新的信号传输需求。 高速数字传输链路测试涉及精密的信号建模、线路上的噪声分析、信号完整性评估，以及各种标准下信号质量的验证。随着技术的进步，链路设计和测试方法将更加复杂但更为精确，以确保信号在长距离、高速传输过程中保持稳定和高效。对于从事这一领域的工程师而言，深入理解并掌握这些技术趋势是至关重要的。