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シリアルATAの概要と評価、測定 - 2/2

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目次
  1. シリアルATAとは?
  2. コンプライアンス試験
  3. 公式コンプライアンス試験に求められる測定器とMOI
  4. N5411A PHY/TSG/OOB試験 オシロソリューション
  5. Tx/Rx試験 TDR Sパラメータ・ソリューション
  6. RSG試験 81134Aベースによるジッタ耐力試験ソリューション
  7. ロジックアナライザによるソリューション
  8. 関連製品
  9. ダウンロード/リンク
  10. 関連リンク
4.N5411A PHY/TSG/OOB試験 オシロソリューション

PHY/TSG試験では、SATAのFixtureを使って、2本のSMAケーブルにてオシロに入力される測定対象製品のトランシーバからの信号の測定を行います。測定は試験項目ごとに定義されている複数のテストパターンの波形をオシロで解析します。OOB試験では、81134Aパルス・パターン・ジェネレータからの出力信号を擬似的なSATAの通信相手として測定対象製品を動作させ、その応答をオシロスコープにて測定します。

N5411Aは、いち早くこれらの測定項目に自動測定で対応し、測定項目の選択から測定結果のレポートまでをシームレスなGUI上でおこなうことができます。KeysightInfiniium 80000シリーズ オシロスコープと共に、SATA-IOから認証されており、実際のコンプライアンス試験会場やSATA-IO公認のTest Houseでも使用されています。N5411AのGUIはUSBやイーサネットなどのほかのアプリケーションと共通のGUIで簡潔に統一されています。自動測定による測定時間の短縮と高い測定再現性を、マウスクリックのみの簡単な操作で実現します。

図4-1

まず、シリアルATAの規格区分を選択します。SSC、DC Interfaceの製品にも対応しています。N5411Aはオシロスコープ内部にインストールされ、オシロ本体とLAN接続された81134Aを自動制御し測定をおこないます。

図4-2

 

選択されたシリアルATAの規格に応じた測定項目がチェックリストとして表示されますので、ここから測定したい項目をマウスでクリックします。Host/DeviceGen1/2PHY/TSG/OOB試験に対応しています。

図4-3

 

選択された測定項目に対応した機器の接続図が表示されますので、図の通りにケーブルなどを接続します。Host/Deviceで測定治具の接続ポートがかわりますが、図が表示されますので間違いなく接続をおこなうことができます。

図4-4

メッセージに従って操作をするだけで、オシロとパルスパターンジェネレータが自動測定を実施します。測定が完了しますと、測定項目の合否、スペックの許容値、実測地、実測地のマージンが一覧としてレポートされます。

図4-5

おなじ測定項目に対して複数回測定をおこなった場合は、複数回の測定結果とその分布にかんするサマリーが表示されます。同じデバイスのバラつきを評価したり、温度特性などの条件を変化させた場合の評価などに利用することが可能です。

図4-6

たくさんの項目をいろいろな条件で測定した場合、測定結果の管理が煩雑になりがちです。N5411Aではすべての測定データが自動的に1つのHTMLレポートにまとめられて作成されます。あとはこのファイルに名前をつけてセーブするだけで、簡単に測定データの管理ができます。このHTMLレポートにはN5411Aのプロジェクトファイルもふくまれ、一旦測定作業を中断してもプロジェクトファイルをロードすることで、継続してつづきの測定作業をおこなうこともできます。

N5411Aは、Keysight Infiniiumオシロスコープ内部にインストールされ、ファームウェアからシームレスに実行されます。N5411Aの動作には、54855A/DSO80000Aシリーズ/DSO80000Bシリーズのリアルタイムオシロスコープ(メモリ/高速シリアルデータ解析/EJZ+オプション要内蔵)と81134Aパルスパターンジェネレータ、SATA-SMA冶具などが必要です。また、測定項目にて指定・選択されたテストパターンをターゲットデバイスから出力させる設定ツールが必要です。テストパターンとしては、HFTP,MFTP,LFTP,LBP,SSOPなどが定義されています。通常シリアルATA製品単位では信号が出ませんので、これらのテストパターンを出力させるツールに関しての情報を各チップベンダより入手する必要があります。

測定項目などの詳しい仕様はN5411Aのデータシートをご参照ください。また、N5411Aのオンライン・デモビデオもご用意しております。N5411AのDemoだけではなく、DUTに要求されるセットアップなどシリアルATAのオシロスコープをもちいたコンプライアンステストに必要な情報をご紹介しています。

すでにKeysight Infiniium 80000シリーズオシロスコープをお持ちのお客様に14日間の試用ライセンスの発行を行っています。お持ちのオシロ本体のファームウェアのアップグレード後、N5411Aをインストールください。

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5.Tx/Rx試験 TDRによる、インピーダンス・Sパラメータ・測定ソリューション
 

Tx/Rx試験では測定対象製品のTxのペア、Rxのペアの差動インピーダンスとリターンロスの測定が求められます。いままではGen1製品についてはインピーダンス測定のみでしたが、Gen1製品もGen2製品同様にリターンロス試験が公式に追加されました。

測定対象製品は電源を入れた状態で、Tx側はMFTPを出力した状態で測定します。またTx測定ではTDRスティミュラス信号の振幅を制限させるため、固定式アッテネータを使用します。そのため、ケーブル端面でTDRキャリブレーション(ノーマライゼーション)を行わなければ正しくインピーダンスの測定ができません。

Keysight TDRは86100CInfiniium DCAサンプリングオシロ・メインフレームに54754A TDRプラグインモジュールを追加することでTDRオシロスコープとして動作します。54754A TDRモジュールには、N1024A TDRキャリブレーションキットを使ってケーブル端面までの測定系の影響を除去するTDRキャリブレーション機能が標準搭載されています。また、インピーダンス波形から リターンロス試験でもとめられるSパラメータへの変換は、86100Cオプション202 ソフトウェア・オプションにて画面右上のS-Paraボタンをクリックするだけでリアルタイムに実現します。いずれもファームウェアの機能ですので、わずらわしいデータ転送や外部PCなどは必要ありません。

Tx/Rx試験はもちろん、4CH構成にすることで差動TDT測定にも対応し、SATA ケーブル・アッセンブリに求められるSI試験を実施することも可能です。詳しくはKeysight Tx/Rx試験 SI試験の公式なMOIおよび アプリケーションノートをご参照ください。

5-1 SATA製品のインピーダンスの実測例
 
図5-2 オプション202によって、ワンボタンでインピーダンス波形をSパラメータに変換

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6.RSG試験 81134Aベースによるジッタ耐力試験ソリューション

RSG試験は2007年4月に実施されたIW#3で初めて公式な試験として追加され、KeysightおよびUNH-IOLはKeysight RSG試験システム 2システムにて参加し、安定した再現性の高い測定結果をSATA-IOに提供いたしました。

RSG試験ではジッタを付加したパターンを、BIST-L(Far End Retimed Loop Back Mode)に設定された試験対象製品のレシーバ側に打ち込み、Loop BackされてTx側から再出力されて戻ってきた信号にCRC Errorが含まれていないかを確認することでレシーバが正しく受信できたかを評価します。コンプライアンス試験では決められた3つのジッタ設定すべてにおいて、一定時間Errorがおきないことを課せられています。

ジッタ信号源からは、SATAのフレームとして正しいデータフォーマットをもつテストパターンを使い、ALIGNなどが定期的に含まれます。評価対象はSOFとEOFの間に置かれる COMPパターン部のみで、CRC Errorカウンターをつかって確認します。一般的なBER試験とは異なり、CRC ErrorカウンターはALIGNやその他のプリミティブの違いは無視し、SATAのデータフォーマットにそってErrorが発生したかどうかをリアルタイムに監視しています。

図6-1 RSG試験の概要
 
図6-2 Keysight RSG試験システム

Keysight RSG試験システムは、81134Aを低ジッタ信号源の中心とし、ファンクションジェネレータとホワイト・ノイズ源によって構成されます。CRCエラーカウンターとして、N4219B SATA/SASロジックアナライザ解析プローブを使用することで、エラー発生時のDataを確認することも可能です。もちろん、これらの測定器は単体でも使用可能ですし、多くはPHY/TSG/OOB試験でも使用するため、段階を経たアップグレードに対応できます。

6-3 Gen2市販製品のジッタ・トレランス・カーブ実測例

Keysight RSG試験システムは、外部ジッタ発生源にてジッタを付加するため、非常に再現性高く また簡単にジッタ周波数やDJ/RJジッタ量を高い分解能で可変できます。Keysight RSG試験システムではコンプライアンス試験に求められるスポット測定はもちろん、ジッタ周波数をスイープさせることで得られる、ジッタ・トレランス・カーブ測定にも対応しています。コンプライアンス試験のPass/Fail判定では知ることができないレシーバの特性やマージン測定を実現します。

Keysightでは、さらに高度な評価が要求されるお客様のために、校正されたジッタ信号出力とBER試験をワンボックスで実現できる、高性能シリアルBER試験機N4903B J-BERTもご用意しております。

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7.ロジックアナライザによるソリューション

システム動作としての確認には、16900AロジックアナライザとN4219A シリアルATA I/II,SAS対応解析プローブをご提案いたします。

N4219B
はS-ATAI/IIどちらでもプロトコル解析が可能です。またロジックアナライザを使用していますので、LSI開発時やシステム開発初期でのプロトコル層以前の物理層での不具合解析にもお使いいただけます。

7 N4219A Serial ATASATA)パケット解析プローブ

 

 

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8.関連製品

関連製品をご紹介しております。

 

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9.ダウンロード

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10.関連リンク

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