PHABRIXDavid Bleakley, Senior Design Engineer, wirft einen genaueren Blick auf die SDI-STRESS-Option für das Qx, QxL und QxP

1. Für wen ist SDI-STRESS gedacht?
Unsere fortschrittliche SDI-STRESS-Option ist für Belastungstests und F&E-Evaluierungen von SDI-Schnittstellen und -Kabeln bis zu 12 G verfügbar. Sie wird vor allem von F&E-, Fertigungs- und Produktentwicklungsingenieuren genutzt.

2. Warum ist die Option SDI-STRESS erforderlich?
Um Produkte während der Design- und Prototyping-Phase zu testen und um zu sehen, wie robust ihr neues SDI I/O-Design ist. Es wird auch verwendet, um neue Kabelinstallationen zu validieren und unter Stress zu testen.

3. Wie verwenden die Ingenieure das SDI-STRESS-Toolset?
Bei der Entwicklung von SDI-Produkten müssen die Entwicklungsingenieure sicherstellen, dass ihr Design die SMPTE-SDI-Konformitätsspezifikationen erfüllt (siehe Abbildung 1 unten). Das SDI-STRESS-Tool erschwert die Verarbeitung des empfangenen Signals, indem es das Signal mit pathologischen Testmustern manipuliert, den Jitter erhöht und die Amplitude oder Anstiegsgeschwindigkeit anpasst. Es fügt dann Messwerkzeuge hinzu, um das Augenmuster zu überprüfen oder pathologische Bedingungen zu erkennen.

3.1. Optimieren Sie die Form des übertragenen SDI-Signals
SMPTE schreibt vor, dass der Analysator über ein 1 Meter langes Kabel von der Quelle ein 800mV-Signal empfangen sollte. Das Augendiagramm zeigt die Form des übertragenen Signals am Empfänger. Zusätzlich zur korrekten Amplitude muss die Form des übertragenen Signals die richtigen Anstiegs- und Abfallzeiten (Anstiegsgeschwindigkeit) mit minimalen Über- oder Unterschwingungen, geringem Rauschen und einem offenen Auge aufweisen.

Die Option SDI-STRESS fügt dem Eye-Instrument ein "Amplitudenfenster" hinzu. Damit kann der Benutzer Shorth Mean- oder Standard-Amplitudenhistogramme in bestimmten Bereichen des Eye-Diagramms anzeigen. Damit kann ein Designer die Form verschiedener Bereiche des Sendesignals optimieren. Dies geschieht durch Anpassung des PCB-Layouts und des Wertes der Ausgangspassiven.

3.2. Variation der Testsignalamplitude auf den SDI-Empfängerpfaden
Die SMPTE-Spezifikation besagt außerdem, dass ein Empfänger 800 mV mit einer Marge von +/- 10 % verkraften sollte.

Mit der Option SDI-STRESS kann der Benutzer einen Empfänger mit einer Signalamplitude von mehr als +/- 10 % testen, so dass die Entwickler sehen können, wie robust ihr Design ist. Dies kann dann mit großen Kabellängen gepaart werden, um die maximale Kabellänge zu bestimmen, die das Empfangsgerät verkraften kann.

Was passiert, wenn das Empfangssignal die SMPTE-Spezifikationen leicht überschreitet? Verringert sich die Qualität Ihres Produkts oder stürzt es über eine Klippe? Wenn es über eine Klippe stürzt, wie nah sind Sie dann an der Klippe?

Daher müssen Sie diese Bedingungen messen.

SDI-STRESS kann die übertragene Amplitude auf über +/-13 % einstellen, so dass Entwickler sehen können, wie robust ihr Design ist.

3.3. Anstiegsrate des Testsignals auf SDI-Empfängerpfaden
Mit der Option SDI-STRESS kann der Benutzer die Anstiegsrate auf eine 12G-Anstiegs- und Abfallzeit oder eine HD-Anstiegs- und Abfallzeit einstellen. Dadurch kann der Benutzer die Auswirkungen eines Signals mit der falschen Anstiegsgeschwindigkeit für diesen SMPTE-Standard testen.

3.4. Testsignal-Jitter auf SDI-Empfängerpfaden
Dem Prüfsignal können bis zu 128UI Jitter (simulierte sinusförmige Abweichung des Timings eines Signals von seinem Nennwert) hinzugefügt werden. Dadurch können die Empfängerschaltungen über die SMPTE-Grenzwerte hinaus belastet werden, um festzustellen, wann das Produkt ausfällt.

3.5. Prüfung der Fähigkeit des SDI-Empfängers, unter pathologischen Bedingungen eine Verbindung aufrechtzuerhalten
Das Equaliser-Testmuster mit 19 High-Bits und 1 Low-Bit oder 19 Low-Bits und 1 High-Bit ist für einen Equalizer aufgrund der Gleichstromkomponente schwierig, ein High-Bit oder Low-Bit korrekt zu bestimmen.
Das PLL-Testmuster mit 20 Bits High und 20 Bits Low hat die geringste Anzahl von Nulldurchgängen für eine korrekte Taktextraktion.
Diese Muster treten statistisch gesehen nach dem Scrambling in Intervallen von etwa einem Bild pro Frame auf.

Der SDI-STRESS erkennt, wenn pathologische Zustände aufgetreten sind, und pulsiert einen GPIO, wenn er erkannt wird. Dadurch kann der Benutzer während eines pathologischen Zustands ein Oszilloskop auslösen und die Auswirkungen auf den Equalizer oder den wiederhergestellten Takt im Detail sehen.

4. Sind das alle SDI-STRESS-Tests?
Nein, es gibt eine Reihe anderer Tests (siehe Abbildung 2 unten), darunter PRBS-Tests. PRBS steht für Pseudo-Random Bit Sequence und wird seit vielen Jahren in seriellen Hochgeschwindigkeitsschnittstellen verwendet. Für SDI-Anwendungen wird in der Regel die PRBS23-Sequenz verwendet. PRBS31 ist eines der empfohlenen Testmuster für 10-Gigabit-Ethernet.

Dieser Test liefert eine Bitfehlerrate über einen bestimmten Zeitraum, so dass Sie feststellen können, ob eine Schnittstelle eine bestimmte Bitfehlerrate erfüllt. Das Konzept ist vergleichbar mit der Überprüfung von Leitungs-CRCs über einen bestimmten Zeitraum.

Mit dieser Methode können installierte Kabel getestet werden, wenn sie eine bestimmte Zeit lang betrieben werden. Ein Sender an einem Ende und ein Empfänger am anderen Ende.

Weitere fortschrittliche Generierungstools, die im Generator-Instrument enthalten sind, umfassen den SDI BER-Modus und die Treiber-Vorverzerrung.

Mit der Funktion SDI-BER-Modus können Sie eine Reihe von SDI-Bitfehlern einfügen, die von einem Empfänger überwacht und mit den CRC- und CS-Fehlerprüfgeräten analysiert werden können. So lässt sich feststellen, wie robust oder tolerant die Eingangsstufe des Empfängers gegenüber einem Fehler oder einer Fehlerhäufigkeit ist. Die Häufigkeit des Bitfehlers kann zu den festgelegten Zeitpunkten eingefügt werden, die jedes Wort im Rahmen (oder Feld) des SDI-Flusses betreffen.

Sie können auch die Treibervorverzerrung für SDI Out A einstellen, um die Signalflanken des Augenmusters vorzuverzerren und so die Signalintegrität zu optimieren.

5. Können Sie mehr über den SDI Scrambler erzählen?
Der SDI-Scrambler ist der Teil der SDI-Schnittstelle, der das Signal vor der Übertragung verwürfelt. Er sorgt dafür, dass es unabhängig von der Bildquelle viele Nulldurchgänge gibt. Der pathologische Test ist der ungünstigste Fall, bei dem die Nulldurchgangsereignisse minimiert werden. Der Empfänger muss die Daten entschlüsseln, um sie wieder in verwertbare Daten umzuwandeln.
Die Option, den Scrambler zu deaktivieren, wurde vorgesehen, um den Vergleich von Video-TRS mit einem Timing-Referenzsignal wie z. B. Tri-Level-Sync auf einem Oszilloskop zu ermöglichen.

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