6.4 数据、地址信号质量测试
6.4.1 简述
数据、地址总线是单板上最常见的总线。它们一般位于芯片的CPU接口。CPU通过地址总线进行寻址，通过数据总线与其它芯片进行数据交换。另外，还有一些芯片有专门用于业务处理的数据总线。数据总线的总线宽度决定了芯片之间一次数据传输的信息量。
我们单板上芯片的初始化配置、运行情况监控都会用到芯片的CPU接口，相应的业务处理会用到芯片的业务数据总线。因此地址、数据等总线一旦出错就会导致配置信息或者监控信息错误，或者导致业务中断、误码，所以对数据地址信号的质量测试是比较重要的。
对数据、地址信号的测量，需要满足一般的信号质量测试规范要求，此外读写时序也需要测试。测试读写信号时序还需要考虑各建立、保持时间的容限是否足够。
当数据、地址总线出错导致程序跑飞时，可能会启动相应的复位处理。
6.4.2 测试方法
1） 信号质量和时序测试直接使用示波器测量。示波器通道数 ≧ 2，尽量选用有
FastAcq （快速捕捉）或者长余辉显示功能的示波器；
使用方法： 测试数据的建立时间和保持时间的时侯，以时钟源为触发，开启
FastAcq 或者长余辉显示功能，记录波形。
一般会如图所示。图中Ch1（黄色）为时钟信号，Ch2（蓝色）为数据信号。这里是利用时钟的下降沿采样数据，与常用的时钟的上升沿采样相反。
[注] 上面测试方法适合时钟是周期性波形的情况，如果时钟是非周期的，那么不
能使用FastAcq （快速捕捉）或者长余辉显示功能。
2） 时序的容限对照芯片手册确认。部分时序关系也可以直接在原理图设计阶段审
查确认；
6.4.3 测试项目
3） 测试单板所有芯片的数据、地址总线的信号质量；
合格标准： 数据、地址信号质量满足第5节信号质量测试通用标准表1、表2要
求。没有很大的毛刺、过冲、振铃，信号边沿没有很缓慢；
4） 测试单板芯片的读写信号时序；
合格标准： 时序关系满足芯片手册要求，并且留有较大的裕度。一般来讲，时
钟沿处在数据中间位置是比较合适的；
5） 测试单板芯片的业务数据信号时序关系，包括数据的建立保持时间； 合格标准： 同上。参考芯片手册要求。
6.4.4 测试示例：
测试目的 测量XX芯片时序是否正确 测试条件 测试仪器 测试方法 测试过程 单板工作正常，室温 示波器 使用示波器测量，直接读取数据 单板上U49的pin1、pin2信号用飞线引出，接到示波器探头上，记录波形。它们分别是I2C总线的数据和时钟信号。 检查点、应达到的要求、指标和预期结果 读写时序满足芯片手册要求 相关测试用例、温度芯片（U49）、实时时钟芯片（U48）等挂在同一个I2C总线上。 其它说明和注意事项： 实测结果：（是否OK？）。
图7 实测图1：t1参数 分析： 参数 t1 t2 t3 t4 t5 结论：OK XX芯片时序波形（手册） 实测图2：t2参数 手册要求 >2.5us >100ns >0ns >100ns >100ns 测试值 3.2us 960ns 900ns 2us 900ns 结论 OK OK OK OK OK
6.5 差分信号质量测试
6.5.1 简述
所谓差分信号，就是驱动端发送两个等值、反相的信号，接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”还是“1”。而承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三个方面：
1.
抗干扰能力强，因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完全抵消； 2.
能有效抑制EMI，同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少； 3.
时序定位精确，由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。
目前流行的 LVDS 就是指这种小振幅差分信号技术，其它电平比如ECL/PECL/ LVPECL和RS-422/485也都是差分输入输出。
6.5.2 测试项目
1) 发射器电参数。测试电发射器的各项特性，包括差分幅度、上升和下降时间、波
形过冲、输出/输入偏置电压（LVDS）； 2) 接收器电参数。测试最大输入电压和灵敏度；
3) 眼图测试：上升、下降时间、周期、脉冲过冲及振荡。
6.5.3 测试方法
1) 差分信号的模拟带宽取决于信号的边沿时间，不等于信号的比特速率，一般都比
信号的比特速率高的多，比如622Mbps的信号的带宽可能高达1GHz。所以选择示
波器时需要注意信号的带宽要求。在进行眼图测试的时候，要求示波器有相应的眼图模板；
2) 应该尽量采用差分探头，如TEK公司的P6247等。如果没有差分探头，可以考虑使
用两个单端探头，如TEK公司的P6245等；
3) 对于差分信号，可以采用眼图测试的方式来观察信号的质量，眼图张开的宽度决
定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。显然，最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻。眼图斜边的斜率，表示系统对定时抖动（或误差）的灵敏度，斜边越陡，系统对定时抖动越敏感。眼图左（右）角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围，称为零点失真量，在许多接收设备中，定时信息是由信号零点位置来提取的，对于这种设备零点失真量很重要。在抽样时刻，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量。在抽样时刻上、下两阴影区间隔的一半是最小噪声容限，噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决；图中水平方向上虚线位置对应的电压为判决门限电平。