Digitale Highspeed-Schnittstellen: Verifizierung, Fehlersuche und Konformitätstests
Unsere Messtechniklösungen für digitale Highspeed-Schnittstellen
Egal welche Anwendung, ob drahtlose Kommunikation, Aerospace & Defense, Automotive-Systeme mit hoher Datenrate oder vieles mehr: Angesichts der Entwicklung hin zu schnellerer Verarbeitung bei höheren Frequenzen sehen sich Geräteentwickler vor der Herausforderung, einerseits die Performance zu verbessern und andererseits dafür zu sorgen, dass Signalintegrität und Stromverbrauchbeherrschbar bleiben. Die Taktraten sind in den letzten 25 Jahren von maximal 200 MHz auf bis zu 4.000 MHz gestiegen, während die Spannungspegel von 2,6 Volt auf 1,1 Volt gesunken sind. Jedes digitale Signalverarbeitungsgerät verfügt über eine Vielzahl digitaler Schnittstellen sowohl zwischen den verschiedenen Gerätemodulen als auch zur Ein-/Ausgabe. Zuverlässige, vollständig definierte und standardisierte serielle Highspeed-Schnittstellen sind essenziell für jedes Highspeed-Design: Sie maximieren den Datenfluss, während sie gleichzeitig Datenverluste minimieren und zur Kostenkontrolle beitragen.
Die Performance serieller Highspeed-Schnittstellen kann nur mit entsprechend leistungsstarken Messgeräten zuverlässig gemessen werden:
- Zum Testen, ob Kabel und Steckverbinder der Spezifikation entsprechen, unterstützen der R&S®ZNAoder R&S®ZNB Netzwerkanalysatormit Zeitbereichsoptionen und einem geeigneten Prüfadapter alle erforderlichen Messungen für einen vollständigen Konformitätstest bis hin zu den höchsten Datenraten, die von kommerziellen Standards für den Massenmarkt abgedeckt werden. Um die Testzeiten drastisch zu verkürzen und die Testzuverlässigkeit zu erhöhen, bietet R&S®ZNrun eine einzigartige Automatisierungsmöglichkeit für Konformitätstests mit R&S Netzwerkanalysatoren. Für Entwicklungsanwendungen lassen sich die Tests anpassen.
- Für Übertragungs- und Empfängertests an zahlreichen seriellen digitalen Highspeed-Schnittstellen erfüllen die Oszilloskope von Rohde & Schwarzalle Test- und Messanforderungen und decken den gesamten Prozess der Geräteentwicklung, Performance-Validierung und Konformitätsprüfung ab. Die Oszilloskope von Rohde & Schwarz verfügen über marktführende Datenerfassungs- und Abtastraten, um Signale mit größtem Detail darzustellen, eine führende Speichertiefe zur Signalaufzeichnung über lange Zeiträume sowie den einzigartigen digitalen Trigger, der über die gesamte Bandbreite die gleiche maximale Auflösung für Signalparameter bietet wie bei Messungen.
Die steigenden Anforderungen an Modularität und Interoperabilität für alle elektronischen Geräte haben zur Folge, dass bei den meisten digitalen Highspeed-Schnittstellen mittlerweile nur noch wenige Standards den Markt dominieren, die sich nach dem Zweck der Schnittstelle richten. Die meisten dieser Standards decken verschiedene Geschwindigkeiten ab, je nach Anwendung sowie Anforderungen an Signalintegrität und Kosten:
- DDR
Beim Datenaustausch zwischen Prozessor und Speicher hat sich Double Data Rate (DDR) Synchronous Dynamic Random Access Memory (SDRAM) für die Schnittstelle von CPU zu RAM durchgesetzt. - PCIe
Der PCIe-Bus dient als primäre Verbindung für Computerprozessoren auf Motherboard-Ebene und verbindet den Hostsystemprozessor sowohl mit integrierten Peripheriegeräten (oberflächenmontierten ICs) als auch mit zusätzlichen Peripheriegeräten (Erweiterungskarten). - USB
Ursprünglich konzipiert für den Datenaustausch mit Computerperipherie wie Druckern und Tastaturen, hat sich USB von einer Schnittstelle, die nur begrenzt Strom liefern konnte, zu einer Stromquelle entwickelt, die gleichzeitig als Datenschnittstelle dient – und das alles über ein einziges Kabel. Damit löst USB nahezu alle anderen Computer-Schnittstellen ab – lediglich unkomprimierte Videoübertragung bleibt ausgenommen. - HDMI
High Definition Multimedia Interface ist die am häufigsten verwendete Schnittstelle zur Übertragung digitaler Video- und Audiodaten über ein einziges Kabel von einer Verarbeitungseinheit zu einem Bildschirm und Audiogeräten. - Ethernet
Die breite Palette der IEEE 802.3-Standards dominiert die Datenkommunikation zwischen vernetzten Computergeräten, von einfachen bis hin zu komplexen Netzwerktopologien.
