專利名稱：外接卡接收信號靈敏度的測量裝置與方法
技術領域：
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：
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，其設備和設備之間采用點對點傳輸，連接在PCI Express總線上的各個設備單獨享有一條總線的所有帶寬，能夠避免各個設備之間為爭奪總線帶寬所導致的系統(tǒng)性能下降。
PCI Express的結構包括三層最底下為實體層(Physical Layer)，接著是數據鏈路層(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，并進行適當的位誤碼率測量。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的脈沖數碼產生器。PCI Express規(guī)范內有訓練碼(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。脈沖數碼產生器除了是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測試。前述裝置需要利用一部額外的脈沖數碼產生器，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，設定解強時的最小輸出電壓水平，無設定解強時的最小輸出電壓水平及最大解強水平。數字信號0與1轉換瞬間的電壓水平稱為輸出電壓水平，非狀態(tài)轉換的電壓水平與狀態(tài)轉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，即可獲知PCIExpress規(guī)范所定義的接收信號靈敏度。但現行PCI Express規(guī)范沒有給出具體的測量裝置和方法。

發(fā)明內容鑒于以上技術內容，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、一并行轉串行電路、一輸出緩沖電路、一混合器、一抖動產生器、一輸入緩沖電路、一串行轉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字信號轉換成匹配所述PCI Express互連接口的若干并行信號，所述并行轉串行電路與所述編碼電路相連，用于將所述并行信號轉換成若干串行信號，所述輸出緩沖電路與所述并行轉串行電路相連，用于將所述串行信號轉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生內含抖動成份的若干模擬信號給所述外接卡，所述抖動產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換成若干并行信號，所述解碼電路與所述串行轉并行電路相連，用于將所述串行轉并行電路輸出的并行信號轉換成若干數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定為覆送狀態(tài)；(3)通過所述計算機的底層軟件設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。
相對于現有技術，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整外接卡接收信號靈敏度的相關參數，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31，一并行轉串行電路32，一輸出緩沖電路33，一混合器34，一抖動產生器35，一輸入緩沖電路36，一串行轉并行電路37及一解碼電路38。所述計算機20發(fā)送隨機數字信號，包括8位的數據信號和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將所述隨機數字信號轉換成匹配所述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換。所述并行信號經所述并行轉串行電路32轉換成串行信號。所述串行信號作為一種高速數字信號，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)設定所述寄存器，來調整與PCIExpress靈敏度規(guī)范相關的輸出電壓水平、解強水平等參數。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生器35產生的一抖動相混合，輸出內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換成串行信號輸出至所述串行轉并行電路37，由所述串行轉并行電路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位的數據信號和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設定為覆送狀態(tài)；步驟3，通過所述計算機20的底層軟件設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驗設定初始值，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)送隨機數字信號至所述控制板30，所述控制板30將所述隨機數字信號轉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整出來的最大抖動水平，無設定解強水平時的最小輸出電壓水平和最大解強水平。
無設定解強水平時的最小輸出電壓水平與設定解強水平時的最小輸出電壓水平滿足以下關系式T＝20log10(V1/V2)其中，V1為設定解強水平時的最小輸出電壓水平，V2為無設定解強水平時的最小輸出電壓水平，T為最大解強水平，根據所調整出來的無設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系式可以得出設定解強水平時的最小輸出電壓水平。有經驗的測試者也可以在所述步驟3將解強水平初始值設定為其它值，先求出設定解強水平時的最小輸出電壓水平，再根據上述關系式求出無設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，這些參數的調整次序也可以調換，并不會影響靈敏度測量的效果。
權利要求
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字信號轉換成匹配所述PCI Express互連接口的若干并行信號；一并行轉串行電路與所述編碼電路相連，用于將所述并行信號轉換成若干串行信號；一輸出緩沖電路與所述并行轉串行電路相連，用于將所述串行信號轉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生內含抖動成份的若干模擬信號給所述外接卡；一抖動產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換成若干并行信號；一解碼電路與所述串行轉并行電路相連，用于將所述串行轉并行電路輸出的并行信號轉換成若干數字信號輸入至所述計算機。
2.如權利要求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字信號包括數據信號和控制信號。
3.如權利要求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定所述寄存器，來調整與PCI Express靈敏度規(guī)范相關的輸出電壓、解強水平等參數。
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定為覆送狀態(tài)；(3)通過所述計算機的底層軟件設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)調整出所述最大抖動水平；(52)調整出所述最小輸出電壓水平；(53)調整出所述最大解強水平。
6.如權利要求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定解強水平時的最小輸出電壓水平。
10.如權利要求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、一并行轉串行電路、一輸出緩沖電路、一混合器、一抖動產生器、一輸入緩沖電路、一串行轉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定為覆送狀態(tài)并設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