10M、100M、1000M 以太网接口信号测试方法谢才东 硬件测试部1、测试工具介绍 2、相关技术介绍 3、测试方法介绍 4、测试注意事项 5、测试案例介绍测试工具介绍测试工具介绍1、 示波器 1） TDS7000 、TDS6000或 CSA7000 系列示波器 2）差分探头（带宽1G以上） 3）单端探头（带宽1G以上）2、TDSET3以太网兼容测试软件 TDSET3符合IEEE 802.3-2000 和 ANSI X3.263-1995 标准的以太网物理层—1000BASE-T、 100BASE-TX 和 10BASE-T的测试应用软件软件直接安装在 TDS6000, TDS7000 或 CSA7000 系列示波器上3、TF-GBE 测试夹具 测试夹具配合TDSET3软件和示波器来测试以太网的十 兆、百兆、千兆电口的接口指标其上配有以太网口 ，电阻、电容等匹配电路和插针，根据不同的测试项 目选择不同的电路直接连接以太网口和示波器差分探 头，无需外加元器件4、其它工具： 1）超五类UTP网线 2）短接帽 3）50欧姆同轴电缆测试工具介绍相关技术介绍相关技术介绍1、接口介绍 1）1000BASE-T MDI接口1000BASE-T的物理层包括PCS和PMA子层，通过GMII 接口和MAC层相连，通过MDI接口和对端物理层相连 。
MDI接口包括BI_DA+/-、BI_DB+/-、BI_DC+/-、 BI_DD+/-共8根线，每根线传输频率125M，采用4D- PAM5编码方式 2） 100BASE-T MDI接口只采用两对线（1、2和3、6），收发分开在不同线对上 传输，频率125M，码型为MLT-3，支持全/半双工模式 3） 10BASE-T MDI接口只采用两对线（1、2和3、6），收发分开在不同线对上 传输，频率20M，采用曼彻斯特编码，支持全/半双工 模式2、自动协商功能介绍：自协商功能允许一个网络设备能够将自己所支 持的工作模式信息传达给网络上的对端，并接 受对方可能传递过来的相应信息 1）FLP脉冲将协商信息封装进连接整合性测试脉冲这串 脉冲被称为快速连接脉冲（FLP）每个网络 设备必须能够在上电、管理命令发出、或是用 户干预时发出此串脉冲相关技术介绍脉冲序列中的第一个脉冲为时钟脉冲，并在其后每隔 125us出现一个时钟脉冲，数据脉冲出现的位置在相邻两个 时钟脉冲的中点上且以正脉冲表示逻辑1，无脉冲表示逻 辑0一个FLP脉冲序列包含17个时钟脉冲，16个数据脉冲 如下图所示：相关技术介绍2）NLP脉冲：NLP脉冲波形要比FLP简单，它只是在没有数 据帧发送时每隔16ms发送一次正脉冲。
相关技术介绍3、PHY芯片1000M接口测试模式 1）测试项目：序号测试项 目测试模式 1眼图1 2DROOP1 3峰值电压1 4抖动2和3 5失真4 6共模电压4相关技术介绍2）测试模式1输出测试波形相关技术介绍3）测试模式2、3输出波形相关技术介绍3）测试模式4输出波形相关技术介绍4）四个测试模式可以通过设置PHY芯片的内部寄 存器来实现，如GV48单板的88E1145芯片，在 VTP界面下通过如下命令来实现： Sys _ _wri phyreg gx/x/x 09 2300(模式一) _wri phyreg gx/x/x 09 4300(模式二) _wri phyreg gx/x/x 09 6300(模式三) _wri phyreg gx/x/x 09 8300(模式四)相关技术介绍测试方法介绍1000M测试方法介绍1、1000M测试 方法 1）使用测试夹 具的TC2模 板来测试差 模输出模板 、差模输出 电压测试 组网如左图 所示： 测试步骤 •按测试组网图，连接好仪器和被测设备：用以太网线连接 交换机被测网口和J490 •上电，写被测试的端口对应PHY芯片的控制寄存器，设置 测试模式 test mode 1方式。
各PHY芯片内部寄存器有差别 ，现以88E1145芯片为例，做如上设置具体寄存器说 明请参考芯片datasheet） Sys _ _wri phyreg gx/x/x 09 2300(模式一)•连接差分探头至测试夹具的J360，测试第一对差分对 •调用示波器的TDSET3软件File->Run Application->Ethernet Compliance Test Software1000M测试方法介绍1000M测试方法介绍•从菜单下选择File->Recall Default Setup, 调用系统默认配置 •选择测试模板：在菜单下选择Tests- > Select- > 1000BASE-T； 或从 Selection面板中选择Select然后从Speed面板中选1000-T 在右边Select :1000Base-T窗口中Template标签下选择“Select all” 改变配置：在菜单下选择Tests -> Configure， 或从 Selection面板中选择Configure 1000M测试方法介绍在配置面板中，各参数介绍如下表： 参数选项选项功能Data CHI,CH2,CH3, or CH4 选择 DUT连接的通道 #Averages 64 to 10000 输出波形平均点数 Output Ref1,Ref2,Ref3, or Ref4 选择 在测试过 程中将 被存贮的参考波形 Disturbing Signal Yes or No 选择测试过 程中是否 加入干扰 Filter Int or Ext 选择 是否使用滤波。
1000M测试方法介绍各参数设置如下表： 参数选项选项设设置Data CHI,CH2,CH3, or CH4 如CH1 #Averages 64 to 10000 1000 Output Ref1,Ref2,Ref3, or Ref4 Ref1Disturbing Signal Yes or No No Filter Int or Ext Int 1000M测试方法介绍•查看实际波形：在菜单下选择Tests -> View Wfm，或从 Selection面板中选择View Wfm 此时示波器显示实际波形， 比较一下是否与给出的波形相似 •运行测试：如果相似，点击Run Test开始测试 •查看结果：该应用程序自动输出结果pass 或 fail点击面板的 Result按钮，可以显示测试结果如果测试通过，显示pass; 测 试不通过，简要给出测试不通过的信息 •保存输出文档：在菜单下选择Utilities -> Report Generator，点 击Generate Report 按钮； 出现Assign Data to Report对话框， 选中所有的选项，点击Assign按钮；出现Report Viewer窗口 ，该文件含有测试波形和测量数据；在菜单下选择File- >export to rtf，另存为自己的文件（rtf格式的文件可通过word 打开）。
•重复步骤a)-f)，选择其它测试点进行测试 •依次连接差分探头至P470、P460、P461，重复步骤3－5，测 试其它差分对 1000M测试方法介绍1000M测试方法介绍• CONNECT界面1000M测试方法介绍• VIEW界面测试波形示例1000Base-T Differential output template point A 1000Base-T Differential output template point C 测试波形示例1000Base-T Differential output template point F 测试波形示例1000Base-T Maximum output droop point G 测试波形示例1000M测试方法介绍2）主发送器定时抖动 在菜单下选择Tests-> Select-> 1000BASE-T；或从 Selection面板 中选择Select然后从Speed面板中选1000-T在右边Select :1000Base-T窗口中Jit/Distortion标签下选择Jitter-Master Filtered进 行Filtered模式/测试，或选择Jitter-Master Unfiltered进行Unfiltered 模式测试。
A）Filtered模式 测试组图 如图所示： 1、使用以太网测试夹具 的TC3测试主时钟的抖 动组网如下图图 中所示的Link partner， 在实际测试中可以选 择与DUT相同的设备 即可 2、设DUT为主，正常工 作模式 3、用网线连接DUT的测 试端口至夹具的J501 4、连接Link Partner的端 口至J580 5、使用单端探头测试 DUT的TX＿CLK信号 1000M测试方法介绍6、使用以太网测试夹具 的TC2测试相对应主 时钟的数据抖动组 网如右图所示： 7、设DUT工作在测试模 式2下 8、用网线连接DUT测试 端口至夹具的J490 9、使用单端探头测试 DTU的TX＿CLK信号 10、使用差分探头分别 测试四个差分对1000M测试方法介绍1000M测试方法介绍注意：Filtered模式的测试步骤较多，过 程中即要改变DUT的工作模式，又要改变 接线方式，测试过程中一定要注意严格按 照已定步骤进行操作1000M测试方法介绍1000M测试方法介绍B）Unfiltered模式 •使用以太网测试夹具的 TC3测试主时钟的抖动 组网如图 •设置DUT工作在测试 模式2。
•用网线连接DUT测试 端口至夹具J501 •连接Link Partner的端口 至J580•使用单端探头测试 DUT的TX＿CLK信号 3）从发送时钟抖动测试测试步骤同主发送器定时抖动Filtered模式的测试步骤 基本相同，不同之处只是在右边Select :1000Base-T窗口 中Jit/Distortion标签下选择Jitter-Slave Filtered进行Filtered 模式测试，选择Jitter-Slave Unfiltered进行Unfiltered模式 测试同时所测试的设备工作模式设为备用 1000M测试方法介绍A）Filtered模式对应主发送器定时抖动Filtered模式的测试步骤g，这里 应该设工作在测试模式3下，其它步骤相同B）Unfiltered模式 • 使用以太网测试夹具的TC3测试主时钟的抖动组网如 图 • 设置DUT工作在测试模式3 • 用网线连接DUT测试端口至夹具J501 • 连接Link Partner的端口至J580 • 使用单端探头测试DUT的TX＿CLK信号 1000M测试方法介绍1000Base-T的抖动测试替代方法• 当TX_TCLK无法探测时，下面的替代方法是我们 建议的。
• 在此替代方法中，测试源必须始终是数据（测试 模式2或者测试模式3）• 使用此替代方法测试确定性抖动（Dj）对产品的 设计同样有指导作用，并且具有一定的参考价值 抖动测试替代方法P2 (8ns)P1 (8ns)0.0ns8.010ns16.566ns0.010ns0.566nsJitter数据TX_TCLKJtx-out = 0.566ns – 0.010ns = 0.0466ns1000M测试方法介绍3）最大波形跌落（Maximum output droop ) l 选择测试模板：在菜单下选择Tests > Select > 1000BASE-T；或从 Selection面板中选择Select然后从Speed面板中选1000-T在右边 Select :1000Base-T窗口中Droop标签下选择Select All l 其它步骤同“输出电压测试模板”1000M测试方法介绍4）发送器失真（Trans。