应用笔记 4254

MAX9257/MAX9258评估套件PRBS模式设置


摘要 : 本应用笔记详细介绍怎样使用MAX9257/MAX9258串行器/解串器(SerDes)在伪随机位序列模式(PRBS)下的内部误码率测试(BERT)功能。SerDes芯片组的这一集成特性支持链路的全功能快速验证,它不需要系统工程师设计BER/PRBS系统,可快速查看链路上的信号传输质量。

使用串行器/解串器(SerDes)的应用通常需要设计人员对比传输数据和接收数据,以检查链路质量。分析链路质量的一种方法是产生最差情况伪随机位序列(PRBS)的眼图。眼图含有SerDes系统中潜在问题的丰富信息,例如过度反射、阻抗失配以及差分链路的不理想匹配等。对此,总是要检查误码情况。

MAX9257/MAX9258 SerDes芯片组具有内部PRBS功能,支持用户检查链路质量,确定在一定时间内,在某一位模式和数据传输速率下是否有误码,以及有多少误码。本应用笔记详细介绍怎样设置MAX9257/MAX9258评估(EV)套件,实现内部PRBS测试,并提供误码分析,对比0.5m和2m屏蔽电缆的测试结果。

本应用笔记假设读者熟悉并拥有MAX9257/MAX9258评估套件(图1)。可以通过Maxim网站获得芯片组数据资料和评估套件。

图1a. MAX9257/MAX9258评估套件,JAE电缆链接锁定
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图1a. MAX9257/MAX9258评估套件,JAE电缆链接锁定

图1b. MAX9257/MAX9258评估套件,JAE电缆链接未锁定/错误(链路较差)
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图1b. MAX9257/MAX9258评估套件,JAE电缆链接未锁定/错误(链路较差)

开始进行测试时,按照下面的指南对评估套件上电,启动软件。
  1. 确定所有跳接器设置在默认位置。关于默认短接位置,请参考MAX9257/MAX9258评估套件手册中的表1。
  2. 评估套件电路板两侧的5V和GND之间连接一个5V电源。在所有的连接完成以及确定所有的跳接器位置之前,不要接通电源。
  3. 在J2和J7之间连接JAE电缆。
  4. 在PC和J3之间连接USB电缆(注意,不是J8)。
  5. 下载MAX9257/MAX9258评估软件的最新版本。
  6. 通过运行INSTALL.EXE程序,在您的计算机上安装MAX9257/MAX9258评估套件软件。程序文件被复制,在Windows® Start菜单中出现新图标。
  7. 打开Start菜单中的图标,启动MAX9257_8评估套件程序。
  8. 当询问是否ECU远程唤醒MAX9257时,点击Yes按钮。出现软件主窗口,如图2所示。

    图2. 在启动屏上,点击<b>ECU Wakes Up MAX9257</b>按钮,唤醒串行器。通过检查启动屏左下角的注释,确定您的评估套件已经连接
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    图2. 在启动屏上,点击ECU Wakes Up MAX9257按钮,唤醒串行器。通过检查启动屏左下角的注释,确定您的评估套件已经连接

  9. 确定Hardware Connected消息出现在软件主窗口的状态条(左下角)上。这表明评估套件连接正确。
  10. 点击ECU Control标签上的ECU Wakes Up MAX9257按钮。
  11. 下一步,点击Camera Control标签,确定您的评估套件启动时钟频率为默认模式(PCLK = PRATE = 30MHz)。(参见图3)

    图3. <b>Camera Control</b>标签描述了30MHz的默认时钟频率(本应用笔记的基础)
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    图3. Camera Control标签描述了30MHz的默认时钟频率(本应用笔记的基础)

  12. 点击Enable PCLK_IN/HSYNC_IN/VSYNC_IN按钮,确定LOCK指示器LED (D1)接通。如果它被点亮(绿色),表明系统被锁定(如图1b所示)。
  13. 一旦确定了时钟频率,点击Deserializer MAX9258标签,转到Deserializer MAX9258标签列表(图4)。

    图4. <b> Deserializer MAX9258</b>标签列表显示了连续PRBS模式的MAX9258寄存器设置
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    图4. Deserializer MAX9258标签列表显示了连续PRBS模式的MAX9258寄存器设置

  14. 点击Read MAX9258 & 9257按钮,读取所有的MAX9258和MAX9257寄存器。
  15. 对于这个例子,寄存器00用于MAX9258和MAX9257。对于持续PRBS和BER测试,选择了10位模式位宽。将PWIDTH设置为000 (10位),点击Reg00右侧的Write按钮。
  16. 采用30MHz并行数据速率(PRATE; 串行器),需要在寄存器00中将串行数据速率(SRATE; 解串器)改为200Mbps至400Mbps。进行这一改变时,设置SRATE10,点击Reg00右侧的Write按钮。
  17. 下一步,选择ETOCNT下拉菜单,设置MAX9258寄存器03和MAX9257寄存器03的ETOCNT1001;然后,点击Reg03右侧的Write按钮。
  18. 通过选择CTO下拉菜单,设置MAX9258寄存器07和MAX9257寄存器08的CTO为100,点击Reg07右侧的Write按钮。
  19. 下一步,通过选择Reg04中的PRBSEN下拉菜单的Enable,使能PRBS模式;然后,点击Reg04右侧的Write按钮。
  20. 点击Serializer MAX9257标签,转到Serializer MAX9257标签列表(如图5所示)。

    图5. <b>Serializer MAX9257</b>标签列表提供了连续PRBS模式的MAX9257寄存器设置
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    图5. Serializer MAX9257标签列表提供了连续PRBS模式的MAX9257寄存器设置

  21. 通过选择Reg04中的PRBSEN下拉菜单的Enable,使能PRBS模式,然后,点击Reg04右侧的Write按钮。
  22. Reg09选择所需的PRBS长度。对于本应用笔记,选择连续PRBS模式。将PRBSLEN设置为1111,采用连续PRBS模式,点击Reg09右侧的Write按钮。注意,只能通过评估套件断电,复位软件,才能退出该模式。
  23. 选择SEREN下拉菜单,点击Reg04右侧的Write按钮,使能MAX9257 SEREN位。

在电路板评估期间,使用多通道示波器来检查波形。通过设置相应的触发器,观察链路上的一次发送/接收序列和数据发送。

对于本应用笔记,采用了0.5m和2m的电缆以及两种分辨率(10位和12位)来测试BER。除了这些BER测试(采用了MAX9257/MAX9258的集成BER测试配置),还通过眼图测量,监视并记录了解串器链路的信号质量(参见图6图7的连续PRBS模式)。

图6. 连续PRBS模式—眼图,JAE连接器0.5m
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图6. 连续PRBS模式—眼图,JAE连接器0.5m

图7. 连续PRBS模式—眼图,JAE连接器2m
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图7. 连续PRBS模式—眼图,JAE连接器2m

对于前面提到的电缆和分辨率条件下的BER测试,采用了具有不同PRBS模式长度的评估套件内部BER测试仪。可以查询Deserializer MAX9258标签列表Reg12内容(点击PRBSERR单元右侧的Read按钮),查看每次运行独立设置的PRBS模式长度时记录的误码数。

表1表2描述了10位和12位模式长度的BER测试结果,传输时钟为30MHz,采用了屏蔽0.5m和2m JAE电缆。

表1. 0.5m电缆,10位和12位分辨率
10-Bit Resolution   12-Bit Resolution
PRBS Pattern Length (m) Shielded Errors   PRBS Pattern Length (m) Shielded Errors
221 0.5 Yes 0   221 0.5 Yes 0
222 0.5 Yes 0   222 0.5 Yes 0
223 0.5 Yes 0   223 0.5 Yes 0
224 0.5 Yes 0   224 0.5 Yes 0
225 0.5 Yes 0   225 0.5 Yes 0
226 0.5 Yes 0   226 0.5 Yes 0
227 0.5 Yes 0   227 0.5 Yes 0
228 0.5 Yes 0   228 0.5 Yes 0
229 0.5 Yes 0   229 0.5 Yes 0
230 0.5 Yes 0   230 0.5 Yes 0
231 0.5 Yes 0   231 0.5 Yes 0
232 0.5 Yes 0   232 0.5 Yes 0
233 0.5 Yes 0   233 0.5 Yes 0
234 0.5 Yes 0   234 0.5 Yes 0
235 0.5 Yes 0   235 0.5 Yes 0

表2. 2m电缆,10位和12位分辨率
10-Bit Resolution   12-Bit Resolution
PRBS Pattern Length (m) Shielded Errors   PRBS Pattern Length (m) Shielded Errors
221 2 Yes 0   221 2 Yes 0
222 2 Yes 0   222 2 Yes 0
223 2 Yes 0   223 2 Yes 0
224 2 Yes 0   224 2 Yes 0
225 2 Yes 0   225 2 Yes 0
226 2 Yes 0   226 2 Yes 0
227 2 Yes 0   227 2 Yes 0
228 2 Yes 0   228 2 Yes 0
229 2 Yes 0   229 2 Yes 0
230 2 Yes 0   230 2 Yes 0
231 2 Yes 0   231 2 Yes 0
232 2 Yes 0   232 2 Yes 0
233 2 Yes 0   233 2 Yes 0
234 2 Yes 0   234 2 Yes 0
235 2 Yes 0   235 2 Yes 0